Raziskovalci s Fakultete za strojništvo, Laboratorija za motorje z notranjim zgorevanjem in elektromobilnost so v sodelovanju z Univerzo v Firencah, konzorcijem RE-CORD in Univerzo v Cardiffu večletno raziskovalno delo, podkrepljeno s predhodnimi kakovostnimi objavami, zaokrožili s skupno odmevno publikacijo v priznani reviji Applied Energy s faktorjem vpliva 7.9.
Cilj raziskovanja je bil zastavljen visoko: vzpostaviti prvo kontinuirano zgorevanje inovativnega biogoriva iz odpadne lignocelulozne biomase za namene soproizvodnje toplote in električne energije. Proces pridobivanja goriva so razvili na Kemijskem Inštitutu, Fakulteta za strojništvo pa je tvorno sodelovala pri optimizaciji postopka pridobivanja goriva z namenom zagotavljanja ustreznih kemijsko-fizikalnih lastnosti. Inovativno gorivo izkazuje, podobno kot druga tekoča goriva pridobljena iz odpadkov, za red velikosti višjo viskoznost in vsebnost kisika kot konvencionalna fosilna gorivi, kar v povezavi z nizko pH vrednostjo vodi v številne tehniške prepreke.
V procesu razvoja prototipnega turbinskega motorja so raziskovalci podali odgovore na vse ključne izzive od kinetike nastanka onesnažil, preko izboljšav proizvodnega postopka goriva, do zahtevane trajnosti sistema za soproizvodnjo in njegove učinkovitosti ter tako kot prvi v svetu razvili in implementirali celovit postopek za razvoj in optimizacijo majhnih plinskih turbin, ki uporabljajo trajnostna tekoča goriva iz odpadkov. Raziskovalci so razvili tudi vrsto inovativnih komponent, ki so nujne za doseganje ustreznih razmer v zgorevalni komori in omogočajo učinkovito izrabo visoko oksigeniranih goriv.
Rešitve so prenosljive tudi na druga trajnostna goriva, ki jih do sedaj ni bilo mogoče uporabljati v sistemih z notranjim zgorevanjem, zato imajo rezultati raziskovalnega dela velik družbeni vpliv. Dokazujejo namreč, da je lastnosti goriv, pridobljenih iz odpadnih materialov, mogoče izkoristiti v prid doseganja zelo nizkih izpustov trdnih delcev in dušikovih oksidov. V kombinaciji s CO2 nevtralnimi surovinami je torej s takšnim pristopom mogoče doseči čisto zgorevanje, ki ima skoraj ničen okoljski odtis. V kombinaciji s procesi krožnega gospodarstva (npr. proizvodnja nanoceluloze, biodizla in različnih kemikalij) imajo dosežki namreč potencial, da spremenijo percepcijo zgorevanja in ga postavijo ob bok najnaprednejšim ekološkim procesom za pridobivanje energije.
Raziskave so podprle: ARRS, Welsh European Funding Office (WEFO), Evropska komisija – DG Energy.
Slika 1: Eksperimentalni sistem za raziskave naprednih zasnov zgorevanja
Slika 2: Gorivo iz odpadne lignocelulozne biomase
Slika 3: Primer analize depozitov trajnostnih goriv na vročih komponentah
Slika 4: Prototipna šoba za visoko viskozna goriva