Studie Synchrotron odhaluje vliv kyslíku na chemii znečištění atmosféry

William Noel: Revealing the lost codex of Archimedes (Březen 2019).

Anonim

Chemické reakce, které produkují znečišťující látky v atmosféře a chemie spalování paliva uvnitř motoru vozidla, mají některé nápadné podobnosti. Pro každý soubor reakcí je klíčovou rolí kyslíku. Studium kyslíku v oblasti spalování a atmosférické chemie by mohlo pomoci vědcům zlepšit oba motory a snížit znečištění ovzduší, ukázaly výzkumníci KAUST.

Prchavé organické sloučeniny (VOC) jsou plynné molekuly, které jsou vysílány do ovzduší z koncových trubek a kouřových komínů vozidel, továren a elektráren, stejně jako z živých rostlin. VOC podléhají sekvenci autooxidačních reakcí s kyslíkem z okolního vzduchu, čímž vytvářejí vysoce okysličené molekuly, které přispívají k znečištění ovzduší a vytvářejí aerosoly, o nichž je známo, že ovlivňují klima.

Auto-oxidace se vyskytuje také při zapálení a spalování paliv. Odhalování totožnosti molekul z těchto reakcí však bylo obtížné, říkají Zhandong Wang a Mani Sarathy z Výzkumného centra čistého spalování, které vedlo práci. "Vysoce okysličené meziprodukty vyrobené z auto-oxidace jsou velmi reaktivní a rychle se rozkládají, " říká Wang.

Takže Wang, Sarathy a jejich tým vyvinuli pokročilé experimentální uspořádání, které vyzkouší tyto nepolapitelné molekuly předtím, než se rozloží. "Použili jsme propracovanou techniku ​​- tryskový míchaný reaktor spojený se fotonizací synchrotronového záření a hmotnostní spektrometrií s molekulárním paprskem - na pokročilém světelném zdroji v Berkeley, " říká Wang. Tým také použil hmotnostní spektrometr chemického ionizace s vysokým rozlišením v chemickém analytickém laboratoři společnosti KAUST pro analýzu produktů spalovací autooxidace.

Současné teoretické modely spalovací chemie předpokládají, že jedna nebo možná dvě molekuly kyslíku se mohou připojit k molekule paliva během auto-oxidace. Výsledky Wanga a Sarathyho ukazují, že se mohou uskutečnit nejméně tři sekvenční reakce kyslíku a možná i další. "Naše nejvýznamnější zjištění je, že auto-oxidační procesy vedoucí k samovznícení jsou mnohem složitější, než se dříve myslelo, " říká Wang. "Ukázali jsme, že mnoho velkých uhlovodíkových a okysličených paliv vykazuje rozsáhlou autooxidaci a když jsou tyto cesty zahrnuty do modelů, výrazně mění výsledky simulace."

Aktualizace těchto modelů umožní týmu přesněji simulovat spalování paliva a potenciálně zlepšit výkon skutečných motorů. Ale zjištění jsou širší. "Spolupracujeme s vědci v oblasti atmosféry z Helsinské univerzity, abychom dále prozkoumali analogické auto-oxidační procesy v atmosféře a spalování. Naším cílem je využít zkušenosti se spalováním při vývoji modelů pro tvorbu atmosférických aerosolů pomocí autooxidace VOC. simulace předpovědi znečištění ovzduší a globální teploty. "

menu
menu