Mẹo sử dụng nước đơn giản giúp giảm ô nhiễm khí thải diesel

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Nigeria cho thấy một giải pháp rất đơn giản có thể giúp giảm đáng kể khí thải diesel.
Mẹo sử dụng nước đơn giản giúp giảm ô nhiễm khí thải diesel

Động cơ diesel từ lâu đã là "xương sống" của nhiều lĩnh vực như vận tải hàng hóa, nông nghiệp, phát điện và sản xuất công nghiệp. Chúng được đánh giá cao nhờ sức kéo mạnh, độ bền lớn và khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, đi kèm với những ưu điểm đó là một nhược điểm đáng kể: khí thải diesel là nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng, phát tán nhiều loại khí độc và hạt bụi mịn gây hại cho sức khỏe con người cũng như môi trường.

Theo kết quả tổng hợp từ nhiều nghiên cứu trên thế giới, việc bổ sung một lượng nhỏ nước vào nhiên liệu diesel có thể cắt giảm mạnh lượng khí thải độc hại, đồng thời vẫn duy trì, thậm chí trong một số trường hợp còn cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ.

Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Công nghệ Liên bang Owerri (Nigeria) đã xem xét hàng loạt công trình về công nghệ Water-in-Diesel Emulsion (WiDE) phương pháp tạo nhũ tương bằng cách phân tán các giọt nước siêu nhỏ trong nhiên liệu diesel. Theo các nhà nghiên cứu, đây là một giải pháp tương đối đơn giản nhưng có tiềm năng giúp động cơ diesel sạch hơn mà không cần thay đổi hay thiết kế lại động cơ, từ đó tiết kiệm đáng kể chi phí nâng cấp.

Mặc dù có hiệu suất cao, động cơ diesel tạo ra lượng lớn các chất ô nhiễm, trong đó đáng lo ngại nhất là oxit nitơ và bụi mịn. Oxit nitơ là tác nhân góp phần hình thành khói mù quang hóa, gây kích ứng đường hô hấp và làm suy giảm chất lượng không khí. Trong khi đó, bụi mịn có kích thước cực nhỏ có thể đi sâu vào phổi, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp, tim mạch và nhiều vấn đề sức khỏe khác. Khí thải diesel cũng góp phần làm gia tăng tác động của biến đổi khí hậu. Hiện nay, nhiều động cơ diesel hiện đại sử dụng bộ xúc tác và bộ lọc hạt để giảm ô nhiễm. Tuy nhiên, các hệ thống này khiến động cơ trở nên phức tạp và đắt đỏ hơn. Công nghệ WiDE được xem là một giải pháp bổ sung đơn giản và tiết kiệm hơn.

Nghe có vẻ khó tin khi trộn nước vào nhiên liệu cho động cơ. Thực tế, nước không được đổ trực tiếp vào bình nhiên liệu. Thay vào đó, nước được chia thành các giọt cực nhỏ và phân tán đều trong diesel nhờ các chất hoạt động bề mặt. Những chất này đóng vai trò như chất ổn định, giúp nước không tách khỏi nhiên liệu. Nếu được pha chế đúng cách, hỗn hợp này có thể ổn định trong khoảng 60 ngày.

Khi nhiên liệu được phun vào buồng đốt, các giọt nước nhanh chóng hóa hơi. Sự giãn nở đột ngột tạo nên hiện tượng gọi là "vi nổ", làm các giọt nhiên liệu bị chia nhỏ hơn và hòa trộn với không khí hiệu quả hơn. Quá trình cháy vì thế diễn ra hoàn toàn hơn. Đồng thời, sự có mặt của nước giúp giảm nhiệt độ cực đại trong buồng đốt. Hai cơ chế này mang lại lợi ích kép: Giảm nhiệt độ cháy, từ đó hạn chế hình thành khí oxit nitơ; Đốt cháy nhiên liệu triệt để hơn, giúp giảm lượng muội than và bụi mịn phát sinh.

Các nghiên cứu được tổng hợp cho thấy công nghệ WiDE mang lại kết quả rất ấn tượng. So với nhiên liệu diesel thông thường, nhiên liệu nhũ tương nước có thể làm giảm tới 67% lượng khí oxit nitơ và giảm tới 68% lượng bụi mịn phát thải.

Không chỉ giảm ô nhiễm, nhiều thử nghiệm còn ghi nhận hiệu suất nhiệt của động cơ được cải thiện. Điều này đồng nghĩa với việc động cơ chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu thành công suất cơ học hiệu quả hơn, giảm thất thoát năng lượng dưới dạng nhiệt.

Tiến sĩ Chukwuemeka Fortunatus Nnadozie, tác giả chính của nghiên cứu nhận định: "Nhũ tương nước trong diesel là giải pháp thực tế và tiết kiệm để giúp động cơ diesel sạch hơn. Vì không cần thiết kế lại động cơ, công nghệ này có thể được triển khai nhanh chóng ở cả các nước đang phát triển lẫn các quốc gia phát triển”.

Một trong những yếu tố quyết định thành công của công nghệ WiDE là lựa chọn đúng loại chất hoạt động bề mặt. Đây là những hợp chất giúp nước và diesel duy trì trạng thái phân tán ổn định. Nếu hỗn hợp bị tách lớp, hiệu quả vận hành và độ an toàn của động cơ sẽ bị ảnh hưởng. Các nhà nghiên cứu cho biết việc kết hợp nhiều loại chất hoạt động bề mặt thường tạo ra hỗn hợp ổn định hơn, đồng thời cải thiện quá trình cháy và hiệu suất của động cơ.

Dù mang lại nhiều triển vọng, nhóm nghiên cứu cho rằng vẫn cần thêm các thử nghiệm để xác định công thức tối ưu của chất hoạt động bề mặt cũng như đánh giá ảnh hưởng lâu dài của loại nhiên liệu này đối với các chi tiết động cơ. WiDE không nhằm thay thế hoàn toàn các công nghệ nhiên liệu sạch khác như biodiesel hay các hệ thống xử lý khí thải hiện đại. Thay vào đó, công nghệ này có thể hoạt động song song với các giải pháp hiện có để tiếp tục giảm ô nhiễm và hỗ trợ mục tiêu giảm phát thải.

"Công nghệ này có thể trở thành cầu nối giữa việc sử dụng diesel truyền thống và một tương lai năng lượng sạch hơn. Nếu được tối ưu hóa và kiểm chứng đầy đủ, nó sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống giao thông và công nghiệp phát triển bền vững”, giáo sư Emeka Emmanuel Oguzie, đồng tác giả nghiên cứu cho hay.

Trong bối cảnh nhiều ngành công nghiệp vẫn phụ thuộc vào động cơ diesel, một thay đổi tưởng chừng rất đơn giản có thể mở ra hướng đi hiệu quả nhằm giảm đáng kể ô nhiễm không khí mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống động cơ hiện có.

Hai ứng cử viên Tổng thống Brazil kết thúc vận động tranh cử
Hai ứng cử viên Tổng thống Brazil kết thúc vận động tranh cử
(Ngày Nay) - Ngày 24/10, Tổng thống Brazil Lula da Silva và ứng cử viên cánh hữu Flávio Bolsonaro đã kết thúc chiến dịch vận động tranh cử vòng hai bằng các cuộc mít tinh thu hút đông đảo người ủng hộ tại khu vực Đông Nam nước này, trước thềm cuộc bỏ phiếu diễn ra ngày 25/10.
Italy tăng cường an ninh ứng phó với các cuộc biểu tình
Italy tăng cường an ninh ứng phó với các cuộc biểu tình
(Ngày Nay) - Ngày 24/10, lực lượng an ninh Italy đã được triển khai tại Milan trước các cuộc biểu tình dự kiến diễn ra vào cuối tuần. Trực thăng giám sát phía trên quảng trường trung tâm Piazza Del Duomo của Milan, binh lính mặc quân phục tuần tra theo nhóm, trong khi 5 xe quân sự cùng một xe phun nước đậu gần đó.
Hệ thống giáo dục của Gaza có thể mất nhiều năm để phục hồi
Hệ thống giáo dục của Gaza có thể mất nhiều năm để phục hồi
(Ngày Nay) - Hệ thống giáo dục tại Gaza có thể cần tới 7 năm để phục hồi sau nhiều năm gián đoạn do tác động kéo dài của xung đột. Đây là nhận định của bà Julia Dicum, Giám đốc Giáo dục của Cơ quan Cứu trợ và Việc làm của Liên hợp quốc cho người tị nạn Palestine (UNRWA), đưa ra ngày 24/10.
Hầu hết người dùng Netflix toàn cầu xem các chương trình truyền hình và phim của Hàn Quốc
Hầu hết người dùng Netflix toàn cầu xem các chương trình truyền hình và phim của Hàn Quốc
(Ngày Nay) - Nền tảng xem video trực tuyến Netflix (Mỹ) cho hay khoảng 80% số thuê bao của nền tảng này trên toàn cầu đã từng xem các chương trình truyền hình hoặc phim của Hàn Quốc. Thông tin này được công bố ngày 24/10 nhân dịp kỷ niệm 10 năm Netflix chính thức cung cấp dịch vụ tại Hàn Quốc.
Việt Nam kêu gọi doanh nghiệp Brazil ủng hộ đàm phán PTA với MERCOSUR
Việt Nam kêu gọi doanh nghiệp Brazil ủng hộ đàm phán PTA với MERCOSUR
(Ngày Nay) - Đại sứ Việt Nam tại Brazil, ông Bùi Văn Nghị kêu gọi cộng đồng doanh nghiệp Brazil tích cực ủng hộ tiến trình đàm phán Hiệp định Thương mại ưu đãi (PTA) giữa Việt Nam và Khối Thị trường chung Nam Mỹ (MERCOSUR), góp phần mở rộng cơ hội tiếp cận thị trường, thúc đẩy trao đổi thương mại và tăng cường hợp tác đầu tư giữa hai bên.
Sắc đỏ rực rỡ của “Tiếng vọng dân gian” nổi bật giữa không gian di tích.
Nét đẹp người phụ nữ trong truyện cổ tích sống lại qua hội họa hiện đại
(Ngày Nay) - Nhằm mang đến một góc nhìn đầy mới mẻ về hình tượng phái đẹp trong thế giới của các tác phẩm truyện cổ tích dân gian Việt Nam, triển lãm “Tiếng vọng dân gian - Kho tàng truyện cổ tích Việt Nam” chính thức diễn ra từ ngày 20/10 đến 8/11 tại không gian Nhà Thái học, di tích Văn Miếu - Quốc Tử Giám (Hà Nội).
Bảo đảm tuyệt đối an ninh, an toàn hàng không trong mọi hoàn cảnh
Bảo đảm tuyệt đối an ninh, an toàn hàng không trong mọi hoàn cảnh
(Ngày Nay) - Văn phòng Chính phủ có văn bản số 545/TB-VPCP ngày 22/10/2026 thông báo kết luận của Phó Thủ tướng Thường trực Phạm Gia Túc, Chủ tịch Ủy ban quốc gia về an ninh hàng không và tạo thuận lợi hàng không tại Phiên họp thứ nhất của Ủy ban quốc gia này.