Новости отрасли

2009-02-13

Нанокристаллы борной кислоты и моторное топливо

Исследователи из Аргоннской Национальной Лаборатории (ANL, США) начали эксперименты по комбинированию наноразмерных частиц борной кислоты с традиционными моторными топливами для повышения их смазывающей способности приводящей и увеличения КПД двигателей внутренние сгорания.

Кристаллическая структура борной кислоты. Атомы бора показаны синими сферами, атомы кислорода – розовыми и атомы водорода – коричневыми. Межмолекулярные взаимодействия, связывающие слои в кристаллической решетке позволяют им скользить друг относительно друга с очень низким трением. (Рисунок: © ANL)

Али Эрдемир (Ali Erdemir), руководитель Отдела Энергетических Систем ANL изучает скользящие свойства борной кислоты уже в течение двух десятилетий. В 1991 он был удостоен премии «R&D 100 award» (эту премию часто называют «Оскар в технологии») за демонстрацию того, что микроскопические частицы борной кислоты могут существенно уменьшить трение между деталями автомобильного двигателя. Металл, покрытый пленкой борной кислоты, демонстрировал коэффициент трения, меньший, чем у тефлона, что позволяло говорить о пленках Эрдемира как о самых скользких материалах того времени.

Эрдемир отмечает, что уменьшение размеров кристаллитов борной кислоты до 50 нм в диаметре решило ряд старых проблем и открыло новые технологические решения. В предыдущих экспериментах исследователи комбинировали микрометровые частицы борной кислоты с длинноцепочечными терминальными олефинами, входящими в состав многих моторных топлив. Смазочная способность такой суспензии была существенно выше смазочной способности чистого олефина, однако через несколько недель суспензия теряла однородность. Использование наноразмерных частиц борной кислоты позволило Эрдемиру получить стабильную суспензию борной кислоты в моторном масле.

В пилотских лабораторных тестах было продемонстрировано, что использование суспензии позволяет сократить на две трети тепловые потери, связанные с трением топлива. Очевидно, что коммерционализация этого изобретения будет иметь существенные последствия для экономии топлива.

Источник: Argonne National Laboratory press release