Forskare från Trinity och TOTAL har designat, syntetiserade och testade nya tillsatser som ökar bränsleeffektiviteten.

Leds av professor Stephen Dooley i Trinity's School of Physics, Trinity -forskarna genomförde projektet som ett resultat av en öppen tävling av TOTAL, där deras förslag välkomnade flera ansökningar från forskargrupper över hela världen.

Forskningen finansierades av TOTAL Marketing Services och stöds av MaREI, Science Foundation Ireland Research Center for Energy, Klimat och marina.

Det vetenskapliga arbetet som utförs av Trinity var inriktat på att systematiskt bestämma vad som gör vissa molekylära strukturer bättre oktanförstärkare än andra. Genom att modifiera dessa strukturer och lägga till molekylära komponenter som om de vore LEGO -bitar, forskarna kunde beräkna om en given struktur uppfyllde de teoretiska principerna för att bli en effektiv oktanförstärkare.

Globala transporter fortsätter att förlita sig på förbränningsmotorer

I kölvattnet av de senaste utsläppsskandalerna, nuvarande marknadsundersökningar tyder på att försäljningen av förbränningsmotorer nådde en topp 2018 och att försäljningen av elbilar från och med nu långsamt kommer att ta om bilar som körs på fossila bränslen. Under de senaste åren har många biltillverkare har meddelat ambitiösa planer på att elektrifiera sitt erbjudande - mestadels genom hybridisering med förbränningsmotorer.

Dock, det finns fortfarande vissa tekniska och överkomliga risker för denna övergång. Verkligheten är att över 90% av nybilsförsäljningen fortfarande är baserad på förbränningsmotorer som huvudkraftverk. Även om elektrifiering äger rum är det osannolikt att det kommer att påverka utsläppen väsentligt under det kommande decenniet.

Dessutom, det finns andra transportsätt, såsom luftfart eller sjöfart, där elektrifiering helt enkelt inte är ett alternativ nu. Dock, vi kan fortfarande göra skillnad genom att använda tillsatser inom allestädes närvarande, prisvärda flytande bränslen. Bränsletillsatser kan bli särskilt viktiga om de appliceras på biobränslen, som redan har låg växthusgaspotential.

Professor Stephen Dooley, huvudutredare i energivetenskap vid Trinity, säger, "Vi riskerar att missa viktiga utsläppsmål om vi inte utforskar ytterligare lösningar som kan göra att fordon blir mer effektiva och mindre miljöskadliga. Med tanke på att flytande bränslen används för nästan alla fordonstransporter över hela världen, även små förbättringar av effektiviteten kommer att få betydande globala effekter, särskilt i fattigare länder där elektrisk rörlighet inte är ett alternativ.

"Särskilt, denna sista punkt är viktig om vi är seriösa med CO ₂ begränsning och klimaträttvisa. Tillsatser av denna typ, och de metoder vi utvecklat för att upptäcka dem, kommer att vara viktiga verktyg när vi övergår till storskalig användning av låga koldioxidutsläpp ₂ biobränslen. "

Bränsletillsatser

Bränsletillsatser används i stor utsträckning för att förbättra de tekniska egenskaperna hos bränslen, så att de kan vara miljösäkra och prestera bra i motorn. Typiska tillsatser sträcker sig från enkla färgämnen, att skilja på olika typer av bränslen, till antioxidanter för att förhindra nedbrytning, och till oktanförstärkare för att göra dem mer effektiva.

Av dessa, oktanförstärkande tillsatser är de mest eftertraktade eftersom de tillåter fordonet att gå längre på samma volym bensin (bensin) genom att bättre kontrollera hur motorn bränner bränslet.

Även om oktanförstärkare används flitigt finns det för närvarande ingen fullständig förståelse för deras molekylära verkningsmekanism. Innovation i detta utrymme tenderar att identifieras genom blinda försök och misstag, snarare än systematisk vetenskaplig studie.

De flesta av de tekniska utmaningarna kräver tvärvetenskaplig forskningskompetens. Till exempel, teamet på Trinity inkluderade tekniska specialister i molekylär termodynamik, Syntetisk kemi, Kärnmagnetresonans och maskininlärning och matematisk modellering.

Trinity -teamet (professor Stephen Dooley, Dr Andrew Ure, Dr Manik Ghosh, Dr John O Brien), anpassade redan existerande teorier om kemisk reaktionskinetik och molekylär termodynamik för användning med mer moderna maskininlärningstekniker, med hjälp av super-computing-faciliteterna i Irish Center for High End Computing (ICHEC).

Detta gjorde att de kunde identifiera många potentiella tillsatser, men endast de som teoriräkningarna föreslog hade de bästa attributen valdes för de riskabla och svåra experimentella studierna.

Dr Denis Lançon, TOTAL samordnare för samarbetsforskning med universitet, sa, "De forskningsresultat som har uppstått från detta samarbete har varit utmärkta. Resultaten är relevanta för ett antal befintliga affärsenheter i företaget och det har redan diskuterats om hur man kan integrera denna kunskap i olika funktioner. Trinity -teamet engagerade sig mycket proaktivt med vår forskningspersonal och lyckades leverera en ambitiös forskningsplan i tid. "

Dr Juan Valverde, affärsutveckling och innovationshantering inom Trinity Research &Innovation, säger, "Trinity kan stödja företag som är intresserade av att övergå till en lägre koldioxidekonomi. Genom engagemang med Trinity, branschpartner kan dra nytta av globalt känd akademisk expertis, banbrytande immateriella rättigheter och infrastruktur i världsklass. I utbyte, våra akademiker utsätts för verkliga branschutmaningar som motiverar och inspirerar deras arbete och idéer. "