ERI: Characterizing and improving algae-derived biofuel droplet burning

ERI:表征和改善藻类生物燃料液滴燃烧

基本信息

  • 批准号:
    2301490
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Algae-derived fuels bring great opportunities for reducing the consumption of petroleum-derived liquid fuels without competing with current agricultural land use. Although the production of algae-derived fuel and its performances in full-scale engines have been extensively studied, fundamental droplet burning characteristics is still lacking. This project aims to gain fundamental insights on algae-derived fuel droplet burning dynamics such as droplet evolution during burning, burning rate, and sooting propensity. The study will also identify ways to improve combustion properties by utilizing additives. This will be an important step in employing algae-derived fuels as alternatives to existing liquid fuels without any significant modification to existing engines. Results from this project will contribute to the development of renewable energy utilization. The project will support undergraduate and graduate students, especially encouraging underrepresented students to participate in this research. The supported students will receive a broad research experience in experimental design, droplet combustion, image processing, and data analysis. This project aims to characterize the algae-derived renewable liquid fuel droplet combustion process and identify ways to improve combustion properties by using polymer and nanoparticle additives. The study employs an experimental test rig of a fiber-supported isolated droplet combustion system to perform four tasks: i) for algae-derived renewable liquid fuel, characterizing droplets evolution during a combustion process in terms of droplet size, burning rate, and soot formation; ii) identifying combustion property differences between conventional petroleum-derived fuels and algae-derived fuels; iii) learning droplet burning dynamics with the change of different blending and blending percentages; and iv) determining impacts of additives on such fuel droplet combustion properties and dynamics. Results from the study will improve our understanding on the feasibility of algae-derived fuels as “drop-in” environmentally sustainable fuels to decrease fossil fuel dependency.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
藻类衍生的燃料为减少石油衍生的液体燃料的消费带来了巨大的机会,而无需与当前的农业用地竞争。尽管藻类衍生的燃料的生产及其在全尺度发动机中的性能已广泛研究,但仍缺乏基本的液滴燃烧特性。该项目旨在获得对藻类衍生的燃油液滴燃烧动态的基本见解,例如在燃烧,燃烧速度和烟雾中的诺言中的液滴进化。该研究还将通过利用添加剂来确定改善复合性能的方法。这将是利用藻类衍生的燃料作为现有液体燃料的替代品的重要一步,而没有对现有发动机进行任何重大修改。该项目的结果将有助于开发可再生能源利用率。该项目将支持本科生和研究生,尤其是鼓励代表性不足的学生参加这项研究。受支持的学生将获得实验设计,液滴混合物,图像处理和数据分析的广泛研究经验。该项目旨在表征藻类衍生的可再生液体燃料液滴混合物工艺,并通过使用聚合物和纳米颗粒添加剂来确定改善复合性能的方法。该研究员工是一个纤维支持的隔离液滴混合系统的实验测试钻机,执行四个任务:i)用于藻类衍生的可再生液体燃料,表征在组合过程中液滴尺寸,燃烧速率和烟灰形成的液滴进化; ii)识别常规石油衍生的燃料和藻类衍生的燃料之间的组合特性差异; iii)学习液滴燃烧动力学,随着不同的混合和混合百分比的变化; iv)确定添加剂对此类燃料液滴混合特性和动态的影响。该研究的结果将提高我们对藻类衍生的燃料的可行性的理解,因为它是“下水”的环境可持续燃料,以减少化石燃料的依赖性。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来通过评估来获得的支持。

项目成果

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