En una nueva investigaciónpublicadoen el diarioCombustible, investigadores de la Universidad de Baylor del Laboratorio de Combustión y Atomización de Cornerstone (CAC) han revelado un método pionero para la combustión eficiente de biocombustibles, utilizando un revolucionario inyector Swirl Burst (SB) para quemar mezclas de glicerol/metanol con emisiones cercanas a cero.Esta nueva tecnología permite una combustión ultralimpia de combustibles que normalmente son difíciles de quemar debido a su alta viscosidad.

La investigación está preparada para hacer contribuciones significativas tanto a la investigación académica como aaplicaciones industriales, estableciendo un nuevo estándar para soluciones energéticas sostenibles.

"La investigación actual demuestra cómo los biorresiduos viscosos se pueden transformar en energía limpia mediante la tecnología de combustión de Baylor", dijo el autor principal Lulin Jiang, Ph.D., investigador principal del Laboratorio CAC y profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Mecánica de Baylor.Ingeniería e Informática.

Importancia para la industria de los biocombustibles, impacto ambiental.

Los inyectores convencionales tienen dificultades para quemar glicerol, un subproducto abundante de la producción de biodiesel, debido a su alta viscosidad, aunque tiene una densidad energética moderada.

Por el contrario, la capacidad del inyector SB para manejar glicerol sin requerir un costoso precalentamiento o procesamiento del combustible podría transformar la economía de los biocombustibles.El proceso permite que el inyector SB logre una combustión completa y limpia al producir gotas finas, lo que reduce significativamente las emisiones de contaminantes nocivos como el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno (NO).incógnita_).Jiang dijo que esta novedosa tecnología también permite a los productores de biodiesel convertir los desechos de glicerol en una fuente de combustible viable, promoviendo una economía circular y reduciendo la huella de carbono para generar energía.

La flexibilidad del inyector SB permite la combustión de varias proporciones de glicerol/metanol sin modificaciones de hardware, lo que lo hace ideal para plantas de energía que buscan cumplir con estrictas regulaciones de emisiones.

Al ser pioneros en soluciones innovadoras para desafíos globales apremiantes, Jiang y su equipo ejemplifican el compromiso de Baylor con el avance del conocimiento para el mejoramiento de la sociedad.

"Ser capaz de transformar residuos, como el glicerol residual, en energía renovable rentable promueve la resiliencia energética y la equidad energética para los grupos económicamente desfavorecidos en un clima cambiante", afirmó Jiang.

Prueba de mezclas de combustible

El equipo de investigación probó tres mezclas de combustible diferentes: proporciones de glicerol a metanol 50/50, 60/40 y 70/30 según la tasa teórica de liberación de calor, en múltiples relaciones de masa de aire a líquido (ALR) de atomización.Todas las mezclas lograron una eficiencia de combustión superior al 90%, incluida la combustión completa con la mezcla 50/50, con CO y NO casi nulos._incógnitaemisiones, incluso en configuraciones de combustión no precalentadas y sin aislamiento.Esta es una mejora significativa con respecto a los inyectores convencionales de chorro de aire o de turbulencia a presión, que a menudo generan altas emisiones con combustibles de alta viscosidad.

"La demostrada tolerancia a la alta viscosidad y la flexibilidad del combustible de la tecnología significa que no sólo los residuosglicerol"Pero también los aceites viscosos del biodiesel y otros bioaceites de desecho se pueden utilizar directamente para la generación de energía sin procesamiento adicional, lo que reduce significativamente el costo del biocombustible y, por lo tanto, estimula potencialmente su amplia aplicación", afirmó Jiang.

El avance podría ayudar a reducir el impacto ambiental de la industria del biodiesel y mejorar la rentabilidad.

Jiang y su equipo de investigación son miembros del programa Cuerpo Nacional de Innovación (o I-Corps) de la Fundación Nacional de Ciencias.A través del programa National I-Corps, los científicos e ingenieros están preparados para ampliar su enfoque más allá del laboratorio universitario, acelerando los beneficios económicos y sociales de los proyectos de investigación básica que están listos para avanzar hacia la comercialización.

En un proyecto relacionado de NSF, Baylor y la ciudad de Waco se están asociando en el Proyecto de Desafío de Innovación Cívica de NSF para desarrollar energía residual climáticamente inteligente,combustible combustiónen el vertedero de Waco para ayudar a reducir el metano y otros contaminantes del aire y transformar los desechos enenergía limpia.

Más información:Timothy Hall et al, Co-combustión limpia de mezclas de glicerol y metanol utilizando un novedoso inyector de combustible flexible,Combustible(2024).DOI: 10.1016/j.combustible.2024.132125