Il flusso di lavoro prevede l'assunzione di un nuovo carburante per gli spettri infrarossi e l'applicazione dell'apprendimento automatico per eseguire una previsione di ottano. Attestazione:KAUST
Un semplice, Un metodo veloce ed economico per modellare le caratteristiche di combustione della benzina è stato sviluppato dai ricercatori KAUST, aprendo la strada a carburanti per il trasporto più puliti ed efficienti.
La combustione di combustibili a base di idrocarburi per i trasporti contribuisce in modo significativo al cambiamento climatico, spingendo la necessità di pulitore, combustibili più performanti. La benzina, il carburante più comunemente usato nelle automobili, contiene centinaia di idrocarburi e, a seconda della sua composizione, ha una vasta gamma di caratteristiche di combustione.
Un indicatore delle prestazioni di un carburante è il numero di ottano:più alto è il numero, più il carburante può essere compresso durante l'accensione e più efficiente è la sua combustione. Però, misurare fisicamente il numero di ottano per la benzina è complicato, costoso e dispendioso in termini di tempo.
Ora, Aamir Farooq ed Emad Al Ibrahim del Clean Combustion Research Center di KAUST hanno sviluppato un metodo semplice ed economico per modellare le caratteristiche di combustione della benzina, che potrebbe aiutare a identificare le miscele di carburante con un alto numero di ottano.
"Il nostro modello offre un metodo rapido e semplice per lo screening dei candidati alla miscela di carburante senza la necessità di test fisici, " dice Al Ibrahim. "I ricercatori possono usare il nostro modello per teorizzare una nuova miscela di carburante e quindi stimare quale sarebbe il suo numero di ottano".
I ricercatori hanno costruito un set di dati che comprende spettri infrarossi, numeri di ottano, e proprietà molecolari per i principali componenti della benzina, compresa la paraffina, isoparaffina, olefina, naftene e idrocarburi aromatici. Da questa, hanno prodotto spettri compositi per 148 diverse miscele di idrocarburi.
Utilizzando un modello statistico non lineare, hanno estratto le informazioni più rilevanti dagli spettri. Hanno poi trasformato questi dati in punteggi che si riferiscono alle caratteristiche chimiche del carburante, permettendo loro di prevedere il suo numero di ottano.
"L'uso di metodi non lineari per l'analisi degli spettri è importante perché le molecole di idrocarburi tendono a mostrare una miscelazione sinergica e antagonista, " spiega Al Ibrahim. "Ad esempio, una miscela di due combustibili può spesso produrre un numero di ottano superiore a quello dei singoli costituenti."
Spettri delle principali famiglie chimiche della benzina. Credito:Società chimica australiana
Aamir Farooq (indietro) ed Emad Al-Ibrahim discutono dell'accuratezza del loro flusso di lavoro di previsione. Attestazione:KAUST
Simulando gli spettri di 38 benzine FACE (combustibili per motori a combustione avanzata), il modello è stato in grado di prevedere con precisione il loro numero di ottano, fornire un metodo per determinare le caratteristiche di combustione di diverse miscele di combustibili.
"Mentre cerchiamo di trovare formulazioni di carburante più nuove e più pulite, dobbiamo essere in grado di selezionare rapidamente potenziali combustibili candidati:miscele di raffineria a basse emissioni di carbonio, biocarburanti, combustibili solari ed e-combustibili. Ora possiamo farlo facilmente, a buon mercato e rapidamente, "dice Farooq.
