p O funcionamento de motores a diesel e turbinas a gás em alta pressão para aumentar a produção de energia e a eficiência é prejudicial ao meio ambiente. A queima de combustível em alta pressão pode alterar significativamente as partículas de fuligem que são produzidas, William Roberts do Centro de Pesquisa de Combustão Limpa KAUST e sua equipe mostraram. O estudo dos fatores que afetam a formação de fuligem deve levar a novas maneiras de reduzir as emissões de fuligem, diz Hafiz Amin, primeiro autor do artigo. p A fuligem é um grande poluente global, prejudicial à saúde humana e o segundo maior contribuinte para o aquecimento global depois do dióxido de carbono. A substância complexa compreende nanopartículas individuais que estão ligadas entre si em estruturas semelhantes a cadeias chamadas de agregados fractais. Como o efeito das partículas de fuligem na saúde humana é altamente dependente da estrutura da fuligem, a equipe estava motivada para entender os processos de formação. “A formação da fuligem é a chave para o controle de suas emissões, "Amin diz. Mas o efeito que a pressão elevada tem sobre a produção de fuligem não é bem compreendido. Roberts e sua equipe desenvolveram um método eficiente para amostragem de fuligem que fornece novos insights sobre a formação de fuligem.

p A equipe desenvolveu uma maneira de provar, em pressões de até 10 atmosferas, as partículas de fuligem produzidas em uma chama laminar denominada chama de difusão em contrafluxo. O queimador de contrafluxo produz uma horizontal, chama circular estável e uniforme. "A chama de contrafluxo nos permite controlar a dinâmica do fluido da chama e requer menos poder computacional para modelagem, "explica Anthony Bennett, co-autor do artigo e atual Ph.D. aluno da equipe de Roberts. Os pesquisadores coletaram fuligem da chama usando uma fina malha de cobre revestida de carbono mantida por um braço robótico pneumático que dispara rapidamente para coletar uma amostra de fuligem com o mínimo de perturbação para a chama.

p A equipe analisou suas amostras de fuligem usando microscopia eletrônica de transmissão e observou que a pressão elevada aumentava significativamente o tamanho das partículas de fuligem. O diâmetro médio das partículas de 17,5 nanômetros em 3 atmosferas de pressão subiu para 47 nanômetros em 10 atmosferas.

p “Isso mostra a importância da influência da pressão nas emissões de fuligem, "Bennet diz.

p Agora que eles desenvolveram uma configuração experimental de alta pressão eficaz e um procedimento de amostragem de fuligem, a equipe tem muitos outros experimentos planejados, Amin diz. “Gostaríamos de estender as investigações a uma pressão de 40 atmosferas, que é relevante para a pressão operacional das turbinas a gás, " ele diz.

p A equipe também gostaria de investigar como a química do combustível e os tempos de residência diferentes influenciam a produção de fuligem sob pressão elevada. "Nossas instalações experimentais atuais fornecem o controle para realizar tais investigações, "Amin diz.