p Reações químicas que produzem poluentes na atmosfera, e a química da combustão de combustível dentro do motor de um veículo, têm algumas semelhanças impressionantes. Para cada conjunto de reações, o papel do oxigênio é fundamental. Estudar a parte do oxigênio na combustão e na química atmosférica pode ajudar os cientistas a melhorar os dois motores e reduzir a poluição do ar, Pesquisadores da KAUST mostraram. p Compostos orgânicos voláteis (VOCs) são moléculas gasosas que são emitidas para o ar a partir dos canos de escape e chaminés de veículos, fábricas e usinas de energia, bem como de plantas vivas. Os VOCs passam por uma sequência de reações de auto-oxidação com o oxigênio do ar circundante para formar moléculas altamente oxigenadas que contribuem para a poluição do ar e produzem aerossóis que afetam o clima.

p A auto-oxidação também ocorre durante a ignição e combustão de combustíveis. Mas revelar a identidade das moléculas dessas reações tem sido difícil, dizem Zhandong Wang e Mani Sarathy do Clean Combustion Research Center, que co-liderou o trabalho. "Os intermediários altamente oxigenados produzidos a partir da auto-oxidação são muito reativos e se decompõem rapidamente, "Wang diz.

p Então Wang, Sarathy e sua equipe desenvolveram uma configuração experimental avançada para amostrar essas moléculas indescritíveis antes que se decomponham. "Usamos uma técnica sofisticada - um reator com agitação a jato acoplado com fotoionização por radiação síncrotron e espectrometria de massa de feixe molecular - na Advanced Light Source em Berkeley, ", diz Wang. A equipe também usou um espectrômetro de massa de ionização química de pressão atmosférica de alta resolução no Laboratório de Núcleo Analítico da KAUST para analisar produtos de auto-oxidação de combustão.

p Os modelos teóricos atuais da química da combustão assumem um, ou possivelmente dois, moléculas de oxigênio podem se ligar a uma molécula de combustível durante a auto-oxidação. Os resultados de Wang e Sarathy mostram que pelo menos três reações sequenciais de adição de oxigênio, e possivelmente mais, pode ocorrer. "Nossa descoberta mais significativa é que os processos de auto-oxidação que levam à autoignição são muito mais complexos do que se pensava anteriormente, "diz Wang." Nós mostramos que muitos hidrocarbonetos grandes e combustíveis oxigenados exibem auto-oxidação extensa, e quando esses caminhos são incluídos em modelos, eles alteram significativamente os resultados da simulação. "

p A atualização desses modelos permitirá que a equipe simule a combustão de combustível com mais precisão e, potencialmente, melhore o desempenho de motores reais. Mas as descobertas são de alcance mais amplo. "Estamos trabalhando com os cientistas atmosféricos da Universidade de Helsinque para explorar ainda mais os processos de auto-oxidação análogos na atmosfera e na combustão. Nosso objetivo é usar nossa experiência em combustão para desenvolver modelos de formação de aerossol atmosférico por meio da auto-oxidação de VOC. Isso pode melhorar significativamente simulações para prever a poluição do ar e a temperatura global. "