Os biocombustíveis oferecem benefícios potenciais como combustíveis renováveis ​​com emissões mais limpas, mas com milhares de tipos de biocombustíveis para escolher, torna difícil para o setor de energia se concentrar em apenas alguns para um maior desenvolvimento.

É por isso que os pesquisadores da University of Central Florida estão trabalhando para restringir o campo de biocombustíveis em potencial como parte de uma iniciativa do Departamento de Energia, conhecido como Co-Otimização de Combustíveis e Motores.

Em algumas de suas pesquisas mais recentes, que foi publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , os pesquisadores determinaram que o etanol é o melhor biocombustível quando se trata de produzir a menor quantidade de fuligem, um subproduto mortal da combustão.

A exposição à fuligem está diretamente ligada a doenças respiratórias, câncer e problemas cardíacos.

Existem mais de 10, 000 candidatos potenciais para biocombustíveis, disse Subith Vasu, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UCF, e como parte deste estudo, seu grupo de pesquisa foi encarregado de testar cinco que o Departamento de Energia considera alguns dos mais promissores.

“Há muitos esforços dentro do Departamento de Energia e outras agências para produzir de forma mais econômica, melhores biocombustíveis de alto desempenho, "Vasu disse.

A descoberta reforça o uso do etanol como biocombustível. Outros biocombustíveis que a equipe de Vasu testou incluíram acetato de metila, que é encontrado em maçãs, uvas, bananas e algumas outras frutas, e metil-furano, que é encontrada naturalmente na murta e na alfazema holandesa.

Etanol, que é a maior parte do gás vendido nos EUA, já tem uma vantagem em relação a outros biocombustíveis por causa da infraestrutura existente para sua fabricação, seu uso nos motores atuais, e seu baixo custo. Nos E.U.A., geralmente é produzido a partir do milho.

Samuel Barak, graduado pelo programa de doutorado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UCF e agora engenheiro de propulsão de foguetes no programa espacial da Boeing, foi o principal autor do estudo e o experimentalista principal.

“Esses biocombustíveis são vantajosos porque vêm de matéria-prima existente, como colheitas, e são neutros em carbono, "Barak disse." Quando eles são utilizados, o carbono é reintroduzido na atmosfera. Os combustíveis fósseis, por outro lado, removem o carbono armazenado no subsolo e o colocam em nossa atmosfera quando queimados. "

Barak disse que apesar dos avanços, como veículos movidos a bateria, ainda há um bilhão de carros circulando no planeta, e misturar biocombustíveis com gás é uma forma de obter emissões mais limpas dessa frota.

"A beleza desta iniciativa é determinar qual biocombustível pronto para uso pode ser adicionado aos nossos fluxos de combustível o mais rápido possível para aumentar o desempenho, reduzir as emissões de carbono, e terá menos impacto nos sistemas existentes, "Barak disse.

Em experimentos inéditos, os pesquisadores determinaram a quantidade de fuligem produzida pelos biocombustíveis, expondo-os a temperaturas em torno de 3, 000 graus Fahrenheit em um tubo de choque, uma longa instalação cilíndrica que permite experimentos de combustão controlada. Eles usaram um laser para medir a fuligem produzida durante os testes.

Eles também identificaram as vias químicas envolvidas nas reações de combustão, informações que podem ser usadas para pesquisas futuras sobre a redução da produção de fuligem. Os dados de suas pesquisas já estão sendo implementados em modelos de computador nacionais de reações de combustão.

O estudo começou em 2017 e continuará até 2021 enquanto os pesquisadores continuam a gerar dados para melhorar os modelos de combustão. A pesquisa é financiada pelo Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA.