Estudio mecanicista de la reducción del hollín en el combustible modificado a base de alcohol Fe-MOF basado en...

Área de la Ciencia:

• Ciencias e ingeniería de la combustión
• Ciencias de los materiales
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• Los motores de combustión interna convencionales se enfrentan a importantes desafíos en cuanto a las emisiones de hollín.
• Los combustibles a base de alcohol ofrecen potencial pero requieren optimización para la reducción de emisiones.
• Las estructuras orgánicas metálicas (MOF) presentan nuevas propiedades catalíticas y adsorbentes.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la incorporación de estructuras orgánicas metálicas basadas en Fe (Fe-MOF) en el combustible a base de alcohol en la dinámica de combustión y las emisiones de hollín.
• Evaluar la eficacia de un algoritmo de regresión de proceso de optimización bayesiana (BO-GPR) para predecir los resultados de las emisiones.

Principales métodos:

• Incorporación de Fe-MOF en concentraciones de 20, 40 y 60 ppm en el combustible a base de alcohol.
• Se utilizaron métodos de diagnóstico óptico en una cámara de combustión de volumen constante para analizar las propiedades de la pulverización, la combustión y las emisiones.
• Utilizó un algoritmo BO-GPR para la predicción de emisiones y lo comparó con otros seis modelos.

Principales resultados:

• Una concentración de 40 ppm de Fe-MOF mejoró significativamente la atomización del rociado al mejorar la adsorción del combustible y la tensión superficial.
• El combustible con 40 ppm de Fe-MOF demostró efectos catalíticos, aumentando la temperatura de combustión y la luminosidad, lo que condujo a una reducción del 95,53% en las emisiones de hollín.
• El modelo BO-GPR predijo con precisión las emisiones con altos valores de R2 (0,993, 0,983, 0,996), validando su capacidad predictiva.

Conclusiones:

• Los Fe-MOF son aditivos eficaces para mejorar la combustión del alcohol y reducir drásticamente las emisiones de hollín.
• La concentración de 40 ppm de Fe-MOF representa un equilibrio óptimo para mejorar las características de pulverización y reducir las emisiones.
• El modelo BO-GPR proporciona una herramienta fiable para optimizar las formulaciones de combustible y predecir el rendimiento de las emisiones.