211service.com
Oczyszczanie spalania?
Spółka spin-off z Uniwersytetu Oksfordzkiego pozyskuje w Europie i Azji umowy dotyczące technologii, która pozwoli lepiej wykorzystać dzisiejsze silniki wysokoprężne i paliwa. Oxonica PLC twierdzi, że ułatwiając spalanie, jego nanocząsteczkowy dodatek do paliwa zwiększa wydajność paliwa średnio o 5 procent i zmniejsza emisję sadzy nawet o 15 procent.
CEO Kevin Matthews mówi, że olej napędowy wzbogacony katalizatorem nanocząsteczkowym Oxonica spala się dłużej, zwiększając wydajność paliwową i zmniejszając zanieczyszczenie rury wydechowej. (Źródło: Oxonica)
W zeszłym tygodniu Oxonica ogłosiła swoją największą dotychczas transakcję: umowę na dostawę dodatków z Benzyna Ofisi A.S. , największy dystrybutor paliw w Turcji, o wartości 12,7 mln USD w tym roku. Wynikające z tego oszczędności paliwa mogą wynieść 200 000 ton CO2 rocznie, według dyrektora generalnego Oxonica, Kevina Matthewsa. Jak na ironię, nowy zestaw problemów środowiskowych związanych z nanotechnologią stanowi poważną przeszkodę w powszechnej akceptacji technologii Oxonica.
Wzmacniacz efektywności paliwowej Envirox firmy Oxonica wykorzystuje tlenek ceru jako katalizator. Metal ten jest jednym z kilku stosowanych w katalizatorach w celu zmniejszenia ilości zanieczyszczeń powietrza w spalinach silnika. Cer zazwyczaj odgrywa rolę wspierającą w stosunku do platyny, która jest katalizatorem bardziej aktywnym, ale także droższym. Przekształcenie tlenku ceru w nanocząsteczki o średnicy zaledwie od 5 do 25 nanometrów dało firmie Oxonica dwie korzyści: zamieniło tańszy metal w wysoce aktywny katalizator i wyprodukowało go w postaci, którą można mieszać bezpośrednio z paliwem.
Rozmiar ma znaczenie, ponieważ aktywność katalizatora jest funkcją jego powierzchni, a całkowita powierzchnia w masie cząstek rośnie wykładniczo wraz ze spadkiem masy poszczególnych cząstek. W rezultacie wymagana jest tylko niewielka ilość produktu; Envirox jest mieszany z olejem napędowym w proporcji zaledwie 5 części na milion.
Matthews, chemik przeszkolony w Oksfordzie, mówi, że nanocząsteczki tlenku ceru sprzyjają spalaniu, które jest bardziej równomiernie rozłożone i trwalsze. W silniku wysokoprężnym spalanie następuje, gdy paliwo wtryskiwane do cylindra jest sprężane. Rozciągając się spalanie, katalizator paliwowy zmniejsza siłę wywieraną na początku spalania, gdy tłok wciąż wciska się w cylinder – w momencie, gdy silnik wysokoprężny walczy sam. To, co otrzymujesz, to przeniesienie oparzenia, więc więcej pojawia się na pozytywnym końcu cyklu, mówi Matthews. Później w cyklu cząstki mogą wnosić wkład niekatalityczny: rozkładając się pod wpływem ciepła i ciśnienia spalania, cząstki tlenku ceru uwalniają część tlenu, aby zasilać płomień, spalając pozostałości paliwa.
Scott Anderson, profesor chemii fizycznej i analitycznej na Uniwersytecie Utah, nazywa paliwowy katalizator firmy Oxonica wykonalnym pomysłem, opierając się na własnym doświadczeniu w testowaniu nanocząstek tlenku ceru jako katalizatorów dla wojskowego paliwa do silników odrzutowych. Powszechnie wiadomo, że jest katalizatorem spalania. Jeśli włożysz go wystarczająco dużo, z pewnością zwiększy to szybkość spalania, a to powinno zwiększyć wydajność spalania, mówi Anderson.
Oxonica odpowiedziała na sceptycyzm wśród kupujących, przekonując Perth z siedzibą w Wielkiej Brytanii Grupa Dyliżansowa , operator 7000 autobusów, aby wypróbować Envirox. W 2003 i 2004 roku Stagecoach i Oxonica przetestowały ten dodatek w 1000 autobusach w Wielkiej Brytanii i śledziły kolejne 500 jako kontrole. Stagecoach informuje, że ogólnie autobusy testowe zużyły o 5% mniej paliwa, a oszczędności paliwa przewyższyły koszty dodatku. Pod koniec 2004 roku Stagecoach wdrożył Envirox w całej Wielkiej Brytanii, a latem ubiegłego roku kupił akcje, kiedy Oxonica weszła na giełdę.
Oxonica chciałaby zobaczyć jego dodatek również w amerykańskich flotach autobusowych, ale EPA obawia się, że nanocząstki tlenku ceru wychodzące z rury wydechowej mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia. Podczas gdy rejestracja nowego dodatku do gazu w EPA trwa zwykle sześć miesięcy, Oxonica czekała już rok; Matthews mówi, że akceptuje fakt, że firmie mogą jeszcze zostać jeszcze dwa lata.
Podczas gdy toksyczność tlenku ceru w postaci luzem jest porównywalna do soli kuchennej, w postaci nanocząsteczek może nieść ze sobą znacznie większe ryzyko – zwłaszcza w przypadku wdychania. Podczas gdy większe cząstki są usuwane przez płuca, badania wykazały, że niektóre rodzaje nanocząstek o średnicy mniejszej niż 100 nanometrów mogą przenikać do tkanek wyściełających płuca. Nanocząsteczki mogą trafić do krwiobiegu, wewnątrz komórek, a nawet, w niektórych przypadkach, do jąder komórkowych, w których znajdują się chromosomy. EPA obawia się, że chociaż pojazdy spalające olej napędowy poddany obróbce Envirox mogą wytwarzać mniej sadzy, mogą również wytwarzać nowy zestaw cząstek niebezpiecznych dla ludzi.
Matthews mówi, że badania Oxonica pokazują, że spalanie oleju napędowego poddanego obróbce Envirox nie zmienia rozkładu wielkości cząstek stałych, co oznacza, że proporcja mniejszych cząstek pozostaje niezmieniona. I mówi, że badania toksyczności firmy na tak zwanych syntetycznych płucach nie wykazały żadnych oznak kłopotów.
Anderson mówi, że problemem dla Oxonicy może być diabeł, którego nie znamy. Po pierwsze, mówi Anderson, nanocząsteczki w spalinach są zwykle trudne do zmierzenia za pomocą konwencjonalnych technik detekcji optycznej. Są tak małe, że nie rozpraszają skutecznie światła, mówi Anderson. Ponadto naukowa wiedza na temat skutków zdrowotnych nanocząstek jest na początkowym etapie, a EPA wciąż próbuje dowiedzieć się, jak je regulować. Po prostu zbliżają się do punktu, w którym zaczynają się martwić małymi cząsteczkami wielkości mikronów, mówi Anderson. Nie sądzę, żeby mieli jakiekolwiek pojęcie o tym, jak będą regulować znacznie mniejsze cząstki.
EPA odbyła spotkania w celu omówienia sposobów postępowania z nanocząstkami i wydała w grudniu ubiegłego roku biały papier na ten temat, który następnie został poddany wzajemnej ocenie. Jednak planowany program dobrowolnego raportowania, mający zachęcić do bliższego badania produktów w nanoskali, jeszcze się nie zrealizował. EPA może rozwijać politykę pragmatycznie, ponieważ rozważa nowe zastosowania nanotechnologii. W rzeczywistości, Julia Moore, zastępca dyrektora Project on Emerging Nanotechnologies w Woodrow Wilson International Center for Scholars (think tank w Waszyngtonie) mówi, że Envirox firmy Oxonica może okazać się kluczowym testem tego, jak EPA poradzi sobie z nanotechnologią.