Орехи вместо нефти: учёные создали кокосовое топливо для реактивных двигателей

Новый энергосберегающий метод позволяет преобразовывать кокосовое масло в биотопливо, которое можно смешивать с обычным авиационным топливом Jet A-1. Исследователи из Городского университета Осаки разработали биотопливную смесь на основе кокосового масла, которая совместима с обычным реактивным топливом и сохраняет высокую эффективность двигателя. Они испытали смеси на небольшом турбореактивном двигателе, чтобы оценить расход топлива, тепловую эффективность и выбросы выхлопных газов.

Исследователи использовали новый метод с косольвентом для производства топлива при комнатной температуре и нормальном давлении, что может снизить количество энергии, необходимой для его производства. В ходе исследования изучалось, как биотопливо из кокосового сырья ведет себя при смешивании с Jet A-1 — широко используемым авиационным топливом.

Более простой способ производства авиационного биотоплива

Кокосовое масло привлекло внимание в качестве сырья для авиационного топлива, поскольку его жирные кислоты имеют длину цепей, аналогичную той, которая необходима для углеводородов реактивного топлива. Это может позволить производить топливо из сырья кокоса с помощью относительно простой обработки. Команда Городского университета Осаки использовала процесс с косольвентом, при котором экстракты кокосового масла смешиваются с ацетоном и спиртом.

Этот метод работает при температуре окружающей среды и нормальном давлении, что снижает энергетические затраты и помогает сохранять чистоту топлива. Исследователи разработали два типа биотоплива. Метиловый эфир жирных кислот (FAME) получали с использованием метанола, тогда как этиловый эфир жирных кислот (FAEE) производили с помощью этанола.

Смешивание кокосового топлива с Jet A-1

Затем команда смешала различные количества FAME и FAEE с Jet A-1. Эти смеси испытали на небольшом турбореактивном двигателе, чтобы определить, как добавление биотоплива влияет на его работу. Расход топлива возрастал с увеличением доли биотоплива. Исследователи объяснили это в основном различиями в теплотворной способности биотоплива и обычного Jet A-1.

Несмотря на более высокий расход топлива, тепловая эффективность оставалась на уровне, сопоставимом с Jet A-1. Это свидетельствует о том, что смеси на основе кокосового масла могут работать без значительного снижения эффективности двигателя и того, насколько эффективно он преобразует энергию топлива в полезную выходную мощность.

Выбросы углеводородов сокращаются

Испытания двигателя также показали снижение выбросов углеводородов по мере увеличения доли биотоплива в смеси. В то же время исследователи не обнаружили значительных изменений в выбросах углекислого газа или оксидов азота. Эти результаты свидетельствуют о том, что топливо на основе кокосового масла может снижать содержание некоторых загрязняющих веществ в выхлопных газах, сохраняя при этом характеристики двигателя.

Выброшенные кокосы могут стать источником топлива

Этот подход может оказаться особенно ценным для Юго-Восточной Азии, где выращивают большие объемы кокосов. Сообщается, что около 30 процентов собранных кокосов выбрасывают, поскольку они не соответствуют коммерческим стандартам. Такие отходы могут стать сырьем для производства авиационного биотоплива. Исследователи также полагают, что эта технология может способствовать повышению топливной безопасности в регионах, уязвимых к перебоям с поставками традиционного топлива.

Если удастся масштабировать эту технологию, отходы кокосов могут превратиться в доступное сырье для авиационного топлива, снижая зависимость от традиционных ресурсов без необходимости радикально менять имеющиеся газотурбинные двигатели.

Источник: Interesting Engineering