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Innovative α-MnO2/Nanocarbon Ball Additive for Enhancing the Molecular Structure, Emission Control, and Engine Performance of Diverse Biodiesel Generations
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-25 , DOI: 10.1021/acsomega.3c05848 Ahmad Yousefvand 1 , Mehdi Ardjmand 1, 2 , Hamidreza Mogadamzadeh 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-25 , DOI: 10.1021/acsomega.3c05848 Ahmad Yousefvand 1 , Mehdi Ardjmand 1, 2 , Hamidreza Mogadamzadeh 1
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This study investigates the utilization of an α-MnO2/nanocarbon ball (NCB) additive to enhance the performance of second-, third-, and fourth-generation biodiesels (SSGB, PVB, and GMCB). Various tests including XRD, XPS, TEM, HRTEM, BET, torque and power measurements, EGT, BTE, emissions analysis (CO2, CO, HC, soot, and NOx), and BSFC were conducted. The combination of GMCB5N50 with α-MnO2/NCB yielded the highest torque (35.77 N m) and power (6.47 kW), indicating an improved engine performance. GMCB5N50 exhibited efficient combustion with a peak pressure of 76.04 bar. The nanoadditive also demonstrated significant reduction in BSFC, achieving up to 34% improvement in fuel efficiency. When GMCB20N50 was used, the highest BTE values were observed, reaching approximately 39.5%. EGT values for GMCB5N50 were only slightly elevated compared to pure diesel. Notably, GMCB20N50 showcased substantial decreases in emissions, including carbon dioxide (CO2: 55% reduction), carbon monoxide (CO: 35% reduction), hydrocarbons (HC: 58% reduction), and soot (98% reduction), indicating a promising direction for the development of low-emission alternative fuels. The investigation of the effects of the oxygen lattice, surface area, and oxygen adsorption on engine performance and emission reduction revealed their positive contributions. These findings highlight the potential of the studied α-MnO2/NCB additive for improving biodiesel performance and advancing the development of sustainable and environmentally friendly fuels.
中文翻译：
创新的 α-MnO2/纳米碳球添加剂，用于增强各代生物柴油的分子结构、排放控制和发动机性能
本研究研究了利用 α-MnO 2 /纳米碳球 (NCB) 添加剂来增强第二代、第三代和第四代生物柴油（SSGB、PVB 和 GMCB）的性能。进行了各种测试，包括 XRD、XPS、TEM、HRTEM、BET、扭矩和功率测量、EGT、BTE、排放分析（CO 2 、CO、HC、烟灰和 NOx）以及 BSFC。 GMCB5N50与α-MnO 2 /NCB的组合产生了最高的扭矩（35.77 N·m）和功率（6.47 kW），表明发动机性能得到改善。 GMCB5N50 表现出高效燃烧，峰值压力为 76.04 bar。该纳米添加剂还显着降低了 BSFC，燃油效率提高了 34%。当使用GMCB20N50时，观察到最高的BTE值，达到约39.5%。与纯柴油相比，GMCB5N50 的 EGT 值仅略有升高。值得注意的是，GMCB20N50 的排放量大幅减少，包括二氧化碳（CO 2 ：减少 55%）、一氧化碳（CO：减少 35%）、碳氢化合物（HC：减少 58%）和烟尘（减少 98%），这表明低排放替代燃料的发展方向有希望。对氧晶格、表面积和氧吸附对发动机性能和减排影响的研究揭示了它们的积极贡献。这些发现凸显了所研究的 α-MnO 2 /NCB 添加剂在改善生物柴油性能和推动可持续环保燃料开发方面的潜力。
更新日期：2024-01-25
中文翻译：
创新的 α-MnO2/纳米碳球添加剂，用于增强各代生物柴油的分子结构、排放控制和发动机性能
本研究研究了利用 α-MnO 2 /纳米碳球 (NCB) 添加剂来增强第二代、第三代和第四代生物柴油（SSGB、PVB 和 GMCB）的性能。进行了各种测试，包括 XRD、XPS、TEM、HRTEM、BET、扭矩和功率测量、EGT、BTE、排放分析（CO 2 、CO、HC、烟灰和 NOx）以及 BSFC。 GMCB5N50与α-MnO 2 /NCB的组合产生了最高的扭矩（35.77 N·m）和功率（6.47 kW），表明发动机性能得到改善。 GMCB5N50 表现出高效燃烧，峰值压力为 76.04 bar。该纳米添加剂还显着降低了 BSFC，燃油效率提高了 34%。当使用GMCB20N50时，观察到最高的BTE值，达到约39.5%。与纯柴油相比，GMCB5N50 的 EGT 值仅略有升高。值得注意的是，GMCB20N50 的排放量大幅减少，包括二氧化碳（CO 2 ：减少 55%）、一氧化碳（CO：减少 35%）、碳氢化合物（HC：减少 58%）和烟尘（减少 98%），这表明低排放替代燃料的发展方向有希望。对氧晶格、表面积和氧吸附对发动机性能和减排影响的研究揭示了它们的积极贡献。这些发现凸显了所研究的 α-MnO 2 /NCB 添加剂在改善生物柴油性能和推动可持续环保燃料开发方面的潜力。
京公网安备 11010802027423号