엔지니어들이 초청정 바이오연료 기술의 획기적인 발전을 공개했습니다.

Fuel 저널에 게재된 새로운 연구에서 Baylor University의 Cornerstone Atomization and Combustion Lab(CAC) 연구원들은 혁신적인 Swirl Burst(SB) 분사기를 사용하여 글리세롤/메탄올 혼합물을 거의 제로 배출로 연소시키는 바이오연료의 효율적인 연소를 위한 선구적인 방법을 공개했습니다. 이 새로운 기술은 점도가 높아 연소하기 어려운 연료에 대한 초청정 연소를 가능하게 합니다.

이 연구는 학술 연구와 산업 응용 분야에 크게 기여할 것으로 기대되며, 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 새로운 표준을 제시합니다.

"현재 연구는 점성 생물성 폐기물이 베일러 연소 기술을 통해 어떻게 청정 에너지로 변환될 수 있는지 보여줍니다."라고 베일러 대학교 공학 및 컴퓨터 과학부의 CAC 연구실 수석 연구원이자 기계 공학 조교수인 루린 지앙 박사가 말했습니다.

바이오연료 산업의 중요성, 환경 영향

기존의 분사기는 바이오디젤 생산의 풍부한 부산물인 글리세롤을 연소시키는 데 어려움을 겪는데, 이는 점도가 높기 때문이지만 에너지 밀도는 적당하기 때문입니다.

이와 대조적으로, SB 분사기는 값비싼 연료 예열이나 처리 없이 글리세롤을 처리할 수 있는 능력으로 바이오연료 경제를 혁신할 수 있습니다. 이 공정을 통해 SB 분사기는 미세한 물방울을 생성하여 완전하고 깨끗한 연소를 달성할 수 있으며, 일산화탄소(CO) 및 질소산화물(NOx)과 같은 유해 오염 물질의 배출을 크게 줄일 수 있습니다.

Jiang은 이 새로운 기술을 통해 바이오디젤 생산자가 글리세롤 폐기물을 실행 가능한 연료원으로 전환하여 순환 경제를 촉진하고 발전에 필요한 탄소 발자국을 줄일 수 있다고 말했습니다. SB 인젝터의 유연성 덕분에 하드웨어를 수정하지 않고도 다양한 글리세롤/메탄올 비율을 연소할 수 있어 엄격한 배출 규정을 충족하려는 발전소에 이상적입니다.

지앙과 그녀의 팀은 시급한 세계적 과제에 대한 혁신적인 솔루션을 개척함으로써 사회를 더 나은 곳으로 만들기 위해 지식을 발전시키겠다는 베일러의 헌신을 보여줍니다.

"폐글리세롤과 같은 폐기물을 비용 효율적인 재생 에너지로 전환할 수 있다는 것은 변화하는 기후 속에서 경제적으로 불리한 집단의 에너지 회복력과 에너지 평등을 증진시킨다"고 Jiang은 말했습니다.

연료 혼합물 테스트

연구팀은 세 가지 다른 연료 혼합물(이론적 열 방출 속도에 따른 50/50, 60/40 및 70/30 글리세롤 대 메탄올 비율)을 여러 분무 공기-액체 질량 비율(ALR)에서 테스트했습니다. 모든 혼합물은 50/50 혼합물에 의한 완전 연소를 포함하여 90% 이상의 연소 효율을 달성했으며, 예열되지 않고 단열되지 않은 연소 설정에서도 CO 및 NOx 배출이 거의 0에 가깝습니다. 이는 고점도 연료로 종종 높은 배출을 발생시키는 기존의 공기 분사 또는 압력 소용돌이 분사기에 비해 상당한 개선입니다.

"이 기술이 입증한 높은 점도 내성과 연료 유연성은 폐글리세롤뿐만 아니라 바이오디젤의 점성 원료 오일과 기타 폐기물 기반 바이오 오일을 추가 처리 없이 에너지 생산에 직접 활용할 수 있음을 의미하며, 바이오연료 비용을 크게 줄이고 잠재적으로 광범위한 응용 분야를 자극할 수 있습니다."라고 Jiang은 말했습니다.

이 획기적인 기술은 바이오디젤 산업의 환경 영향을 줄이고 비용 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

NSF National I-Corps/NSF 시민 혁신 챌린지

Jiang과 그녀의 연구팀은 National Science Foundation의 National Innovation Corps(I-Corps™) 프로그램의 일원으로, 이 프로그램은 획기적인 연료 유연성 연소 기술의 잠재적 영향을 강조합니다. National I-Corps 프로그램을 통해 과학자와 엔지니어는 대학 연구실을 넘어 초점을 확장할 준비가 되어 있으며, NSF에서 자금을 지원하고 상용화할 준비가 된 기타 기초 연구 프로젝트의 경제적, 사회적 혜택을 가속화합니다.

관련 NSF 프로젝트에서 Baylor와 Waco 시는 NSF Civic Innovation Challenge Project에서 협력하여 Waco 매립지에서 기후에 맞는 폐기물 에너지 연료 연소를 개발하여 메탄 및 기타 대기 오염 물질을 줄이고 폐기물을 깨끗한 에너지로 전환합니다. Baylor와 Waco는 NSF Challenge의 다음 단계로 진출한 19개 팀 중 하나로, 다음 단계로 진출하기를 바라는 100만 달러의 파일럿 프로젝트 보조금을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241017113536.htm