KAUST：甲醇/DME混合燃料在压缩点火模式下运行良好，为后续的复杂的模拟实验提供依据

（来自l-r）EfstathiosTingas和Wonsik Song与Hong Im教授讨论了这项研究的结果。
图片来源：KAUST (阿卜杜拉国王科技大学)Dylan Finol

设计拥有更高燃料利用率的新型发动机可以显著降低汽车对环境的影响，特别是如果发动机使用可再生的非石油燃料。确保这些非传统燃料与下一代发动机的兼容是KAUST燃料点火性能计算研究的目标。

由KAUST清洁燃烧中心的Hong Im领导的研究小组调研了甲醇的燃烧方程。“从经济和环境的角度来看，甲醇都被认为是一种很有前途的燃料，”Im团队的博士生Wonsik Song说。甲醇可以作为可再生生物燃料，也可以通过太阳能电化学反应从二氧化碳中提取。然而，纯甲醇燃料并不适用于最新设计的发动机。

传统的汽油发动机采用火花点燃的方式。一些现代汽油发动机可以切换到压缩点火模式，像柴油发动机一样在特定条件下，最大限度地提高燃烧效率。但是，Song说，甲醇对压缩点火的反应活性较差。我们解决的方法是将一种很活泼的燃料二甲醚（DME）与甲醇混合，制成一种可用于压缩点火发动机的混合燃料，与火花点火式发动机相比，其燃烧效率更高。”

该团队使用计算分析来研究甲醇-DME燃烧化学反应。由于燃烧过程太复杂而无法完全有效地进行模拟，研究人员首先建立了一个骨架模型，其中次要反应已被模拟出来。

“从详细的模型开始，燃烧过程包括253种化学物质和1542种反应，我们得到了包含43种反应和168种反应的骨架模型，这些反应准确地描述了甲醇和二甲醚的点火和燃烧特性，”Im团队的博士后研究员(EfstathiosTingas)解释说。

研究人员表明，在点火的初始阶段DME主导了反应，它是一种非常有效的点火促进剂。他们通过增加初始空气温度的方法来模拟发动机内部可能产生的热点并研究了热点的影响效果。在高温下，DME实际上会略微延缓点火，因为二甲醚化学活性依赖于一些高氧分子，这些分子在更高的温度下本质上是不稳定的，”Tingas说。然而，在高温下，甲醇本身变得高度活跃。此外，他们还研究了二甲醚对点火时间的影响。

“本研究为研究甲醇和DME混合燃料在压缩点火方式下的燃烧提供了基本的依据，”Song说。他补充说，下一步将是进行更复杂的模拟，其中包含湍流对燃料点火的影响。

文章来自phys网站，原文题目为Solar fuels working well under pressure，由材料科技在线汇总整理。