افزایش عدد ستان ترکیبات سوخت دیزل بیودیزل با استفاده از کاتالیست هیبریدی دی اکسید سریم بر پایه نانوساختارهای کربنی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 استاد مدعو دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی

2 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی

3 عضو هیات علمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

4 هیات علمی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

5 عضو هیات علمی، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

هدف از انجام این تحقیق سنتز نانوکاتالیست هیبریدی دی اکسید سریم بر پایه نانو لوله های کربنی جهت افزودن به ترکیبات سوخت دیزل- بیودیزل برای افزایش عدد ستان این نوع ترکیبات سوختی بود. برای این منظور از دی اکسید سریم(CeO2) به عنوان کاتالیست و از نانو لوله های کربنی چند دیواره (MWCNTs) به عنوان پایه کاتالیست در سه غلظت 30، 60 و ppm90 در ترکیبات سوخت‌ دیزل- بیودیزل شامل گازوئیل، بیودیزل(B100)، ترکیب %95 گازوئیل و %5 بیودیزل (B5) و ترکیب %80 گازوئیل و %20 بیودیزل (B20) استفاده شد. نتایج نشان داد نانوکاتالیست سنتز شده با دارا بودن سطح ویژه بالا، در حین واکنش احتراق سوخت در موتور دیزل و همچنین توزیع پذیر بودن و پایداری مناسب به دلیل داشتن پایه کربنی عامل دار شده، موجب افزایش قابل ملاحظه عدد ستان می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Increasing ofcetane number of diesel-biodiesel fuel blends using hybrid catalytic cerium dioxide based on carbon nanostructures

چکیده [English]

This study was aimed at increasing the cetane number of the blends of diesel-biodiesel fuels adding a hybrid cerium dioxide-based on carbon nano tubes catalyst. For this purpose, cerium dioxide as a catalyst and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as the support catalyst at three concentrations (30, 60 and 90 ppm) in diesel-biodiesel fuels containing diesel, biodiesel (B100), 5% biodiesel blend (B5) and 20% biodiesel blend (B20) was investigated. The results obtained revealed that the synthesized nano catalyst with a functionalized carbon support and due to flexible distribution and good stability resulted in significant increases in the cetane number. Also, the test results showed that by increasing the concentration of catalyst in fuel types, the cetane number shows a greater increase. So that the greatest increase of cetane number in concentration of 90ppm for diesel, biodiesel, B5 and B20 were reported by up to 1.02%, 3.83%, 1.19% and 3.2%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cetane number
  • nanocatalyst
  • cerium dioxide
  • Carbon Nanotube
  • Diesel
[1] Freedman, B., and M. O. Bagby., "Predicting cetane numbers of n-alcohols and methyl esters from their physical properties" Journal of the American Oil Chemists, Society, Vol. 67, No. 9, 1990.

[2] Abbaszaadeh, Ahmad, Barat Ghobadian, Mohammad Reza Omidkhah, and Gholamhassan Najafi, "Current biodiesel production technologies: a comparative review", Energy Conversion and Management, Vol. 63, 2012.

[3] Knothe, Gerhard, Andrew C. Matheaus, and Thomas W. Ryan, "Cetane numbers of branched and straight-chain fatty esters determined in an ignition quality tester",  Journal of  Fuel, Vol. 82, No. 8, 2003.

[4] Sivaramakrishnan, K., and P. Ravikumar., "Determination of Cetane Number of Biodiesel and It’s Influence On Physical Properties" ARPN journal of engineering and applied sciences, Vol. 7, No. 2, 2012.

[5] Kannan, G. R., R. Karvembu, and R. Anand, "Effect of metal based additive on performance emission and combustion characteristics of diesel engine fuelled with biodiesel", Applied Energy, Vol. 88, No. 11, 2011.

[6] Sadhik Basha, J., and R. B. Anand, "Effects of nanoparticle additive in the water-diesel emulsion fuel on the performance, emission and combustion characteristics of a diesel engine", International Journal of Vehicle Design, Vol. 59, No. 2, 2012.

[7] Kannan, G. R., R. Karvembu, and R. Anand. "Effect of metal based additive on performance emission and combustion characteristics of diesel engine fuelled with biodiesel." Applied Energy Vol.88, No. 11, 2011.

[8] Karthikeyan, S., A. Elango, and A. Prathima. "Diesel engine performance and emission analysis using canola oil methyl ester with the nano sized zinc oxide particles." Indian journal of engineering and materials sciences, Vol. 21, No. 1, 2014.

[9] Lenin, M. A., M. R. Swaminathan, and G. Kumaresan, "Performance and emission characteristics of a DI diesel engine with a nanofuel additive",  Fuel, Vol. 109, 2013.

[10] Selvan, V. Arul Mozhi, R. B. Anand, and M. Udayakumar, "Effects of cerium oxide nanoparticle addition in diesel and diesel-biodiesel-ethanol blends on the performance and emission characteristics of a CI engine", Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 4, No. 7, 2009.