Pesquisadores da Trinity e da TOTAL criaram, sintetizou e testou novos aditivos que aumentam a eficiência do combustível.

Liderado pelo Professor Stephen Dooley na Escola de Física da Trinity, os pesquisadores da Trinity empreenderam o projeto como resultado de um concurso aberto pela TOTAL, onde sua proposta recebeu várias aplicações de equipes de pesquisa em todo o mundo.

A pesquisa foi financiada pela TOTAL Marketing Services e apoiada pelo MaREI, o Science Foundation Ireland Research Center for Energy, Clima e Marinho.

O trabalho científico realizado por Trinity foi focado em determinar sistematicamente o que torna algumas estruturas moleculares melhores potenciadores de octanas que outras. Ao modificar essas estruturas e adicionar componentes moleculares como se fossem peças de LEGO, os pesquisadores foram capazes de calcular se uma determinada estrutura atendia aos princípios teóricos para se tornar um impulsionador de octanas eficiente.

O transporte global continua a contar com motores de combustão interna

Na esteira dos recentes escândalos de emissões, A pesquisa de mercado atual indica que as vendas de motores de combustão interna atingiram o pico em 2018 e que a partir de agora as vendas de carros elétricos irão lentamente ultrapassar os carros movidos a combustíveis fósseis. Nos últimos anos, muitos fabricantes de automóveis anunciaram planos ambiciosos para eletrificar sua oferta - principalmente por hibridização com motores de combustão interna.

Contudo, ainda existem alguns riscos tecnológicos e de acessibilidade para essa transição. A realidade é que mais de 90% das vendas de carros novos ainda se baseiam em motores de combustão interna como o principal trem de força. Embora a eletrificação esteja ocorrendo, é improvável que cause impactos significativos nas emissões na próxima década.

Além disso, existem outros meios de transporte, como aviação ou marítima, onde a eletrificação simplesmente não é uma opção agora. Contudo, ainda podemos fazer a diferença usando aditivos onipresentes, combustíveis líquidos acessíveis. Os aditivos de combustível podem se tornar particularmente importantes se aplicados a biocombustíveis, que já apresentam baixo potencial de gases de efeito estufa.

Professor Stephen Dooley, investigador principal em ciência da energia na Trinity, diz, "Corremos o risco de perder metas de emissões importantes se não explorarmos outras soluções que possam permitir que os veículos se tornem mais eficientes e menos prejudiciais ao meio ambiente. Considerando que os combustíveis líquidos são usados ​​para quase todo o transporte de veículos em todo o mundo, mesmo pequenas melhorias na eficiência terão impactos globais significativos, especialmente em países mais pobres, onde a mobilidade elétrica não é uma opção.

"Particularmente, este último ponto é importante se levarmos a sério o CO ₂ mitigação e justiça climática. Aditivos deste tipo, e os métodos que desenvolvemos para descobri-los, serão ferramentas importantes à medida que fazemos a transição para o uso em larga escala de baixo CO ₂ biocombustíveis. "

Aditivos de combustível

Os aditivos de combustível são usados ​​extensivamente para melhorar as propriedades técnicas dos combustíveis, permitindo que sejam ambientalmente seguros e tenham um bom desempenho no motor. Os aditivos típicos variam de corantes simples, para distinguir diferentes tipos de combustíveis, a antioxidantes para prevenir a degradação, e para impulsionadores de octanagem para torná-los mais eficientes.

Destes, Os aditivos que aumentam a octanagem são os mais procurados, pois permitem que o veículo avance com o mesmo volume de gasolina (gasolina), controlando melhor a forma como o motor queima o combustível.

Embora os intensificadores de octanas sejam usados ​​extensivamente, atualmente não há um entendimento completo sobre seu mecanismo de ação molecular. A inovação neste espaço tende a ser identificada por tentativa e erro cegos, ao invés de estudo científico sistemático.

A maioria dos desafios técnicos requer competências de pesquisa multidisciplinares. Por exemplo, a equipe da Trinity incluía especialistas técnicos em Termodinâmica Molecular, Química Sintética, Ressonância Magnética Nuclear e Aprendizado de Máquina e Modelagem Matemática.

A equipe Trinity (Professor Stephen Dooley, Dr. Andrew Ure, Dr. Manik Ghosh, Dr. John O Brien), adaptou teorias pré-existentes de cinética de reação química e termodinâmica molecular para uso com técnicas de aprendizado de máquina mais modernas, fazendo uso dos recursos de supercomputação do Centro Irlandês de Computação de Alta Definição (ICHEC).

Isso permitiu que eles identificassem muitos aditivos potenciais, mas apenas aqueles que os cálculos da teoria sugeriam tinham os melhores atributos foram escolhidos para os estudos experimentais arriscados e difíceis.

Dr. Denis Lançon, Coordenador TOTAL para pesquisa colaborativa com universidades, disse, "Os resultados da pesquisa que surgiram com esta colaboração foram excelentes. Os resultados são relevantes para uma série de unidades de negócios existentes na empresa e já houve discussão sobre como integrar esse conhecimento em diferentes funções. A equipe da Trinity se envolveu de forma muito proativa com nosso pessoal de pesquisa e conseguiu entregar um ambicioso plano de pesquisa no prazo. "

Dr. Juan Valverde, desenvolvimento de negócios e gestão da inovação na Trinity Research &Innovation, diz, "A Trinity pode apoiar empresas interessadas na transição para uma economia de baixo carbono. Por meio do envolvimento com a Trinity, os parceiros da indústria podem se beneficiar da experiência acadêmica de renome mundial, propriedade intelectual de ponta e infraestrutura de classe mundial. Em troca, nossos acadêmicos são expostos a desafios da indústria da vida real que motivam e inspiram seus trabalhos e ideias. "