v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.2.2. Sử dụng nhiên liệu thay thế
1.2.2.1. Nhiên liệu xăng pha cồn
Xăng pha cồn hay còn gọi là xăng sinh học được sản xuất bằng cách phối trộn từ hai thành phần chính là xăng khoáng có nguồn gốc từ dầu mỏ và cồn (ethanol) có nguồn gốc sinh học (từ các sản phẩm, phế phẩm nông nghiệp như mía, đường, ngô, khoai, sắn…) [16].
Xăng pha cồn cũng như các nhiên liệu cồn sinh học khác được đánh giá là sạch hơn nhiều so với nhiên liệu xăng truyền thống [16]. Bên cạnh đó do có nguồn gốc từ thực vật nên đây là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo theo chu trình các bon kín. Việc sử dụng nhiên liệu xăng sinh học cũng sẽ góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính, làm chậm hiện tượng trái đất nóng lên.
Ethanol có trị số ốc-tan cao hơn nên khi phối trộn với xăng sẽ làm tăng chỉ số ốc- tan của hỗn hợp nhiên liệu. Do vậy nó cũng sẽ giúp giảm bớt lượng phụ gia pha vào xăng nhằm mục đích tăng chỉ số ốc-tan. Ethanol ít độc hại, thời gian tồn tại ngắn và có khả năng tự phân hủy ngoài môi trường tự nhiên.
Trong phân tử ethanol (C2H5OH) có sẵn oxy tức là phân tử ethanol tự có một phần oxy để đốt cháy hydro và cacbon. Điều này tránh được quá trình cháy thiếu oxy cục bộ trong hỗn hợp. Do đó giúp quá trình đốt cháy nhiên liệu được triệt để hơn, giảm phát thải CO và HC [17].
Nhiệt ẩn hóa hơi của ethanol cao dẫn đến hiệu ứng làm lạnh môi chất nạp. Do đó nạp được nhiều hỗn hợp vào trong xy lanh động cơ hơn, kết hợp với nhiệt trị thể tích hỗn hợp của ethanol - không khí gần bằng của xăng - không khí (khi có cùng hệ số dư lượng không khí λ) cho nên công suất của động cơ khi sử dụng xăng pha cồn có thể bằng thậm chí lớn hơn khi dùng nhiên liệu xăng thông thường [16].
1.2.2.2. Nhiên liệu khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG)
Là sản phẩm của quá trình hoá lỏng khí đồng hành thu được trong quá trình chưng cất dầu mỏ bao gồm hai thành phần chính là C3H8 và C4H10. LPG có thể sử dụng trực tiếp thay thế cho xăng trên động cơ đốt cháy cưỡng bức hoặc cũng có thể sử dụng trên động cơ đốt cháy do nén [18].
LPG được đánh giá là nguồn nhiên liệu cháy sạch, giảm đáng kể các thành phần độc hại trong khí thải động cơ. Tuy nhiên, việc sử dụng LPG làm nhiên liệu cho xe máy và ô tô con còn gặp nhiều hạn chế bởi không gian lưu trữ, vận chuyển và cấp
phát [19].
1.2.2.3. Nhiên liệu hydro
Hiện nay nhiều hãng ôtô nổi tiếng như Honda, Ford, Mercedes đã trưng bày giới thiệu nhiều dòng ôtô không phát thải (Zero Emission Vehicle - ZEV) sử dụng nhiên liệu hydro trong các cuộc triển lãm ôtô quốc tế [20].
Khác với nguồn năng lượng hạt nhân, hydro là nguồn nhiên liệu an toàn đối với con người, có ý nghĩa lớn trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm bầu khí quyển và sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Ngày nay, phương thức sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời đã mở ra tiềm năng rất lớn trong việc áp dụng nguồn nhiên liệu sạch này không chỉ trên các phương tiện giao thông vận tải mà còn trong nhiều lĩnh vực khác của cuộc sống [21].