Xăng sinh học chất lượng cao
Dù thân thiện với môi trường nhưng hiện tượng ăn mòn là một trong những mối lo ngại của người sử dụng xăng sinh học. Họ cho rằng đây là nguyên nhân chính dẫn đến hư hại, giảm chất lượng và tuổi thọ của động cơ.
Để giảm thiểu hiện tượng này, sử dụng chất ức chế ăn mòn là một trong những phương pháp linh hoạt nhất do giá thành cạnh tranh, sử dụng đơn giản, không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất và sử dụng xăng sinh học.
Hiện có khá nhiều chất ức chế ăn mòn đã được phát triển. Chất ức chế làm giảm khuếch tán của ion đến bề mặt kim loại, hoặc tăng điện trở của bề mặt kim loại dẫn đến tốc độ ăn mòn giảm.
PGS. TS Phạm Hữu Tuyến, Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, dùng xăng E5 cho phương tiện đang lưu hành là hoàn toàn bảo đảm an toàn kỹ thuật.
Xăng E5 bên cạnh ethanol còn có phụ gia cải thiện chất lượng như phụ gia chống oxy hóa… nhằm bảo đảm chất lượng khi dùng trên phương tiện và an toàn kỹ thuật.
Nhiều người lo lắng sử dụng xăng sinh học có thể gây ăn mòn, ảnh hưởng đến ống dẫn, vòng gioăng, nhưng cho đến nay thì những nghiên cứu chính thức vẫn khẳng định xăng sinh học E5 an toàn cho động cơ. Việc tối ưu hóa, tìm ra công thức xăng sinh học tốt nhất vẫn là bài toán các nhà khoa học đang đi tìm lời giải.
Giải bài toán này, tìm ra công thức tối ưu sản xuất xăng sinh học chất lượng cao, PGS.TS Nguyễn Đăng Nam, Trường Đại học Dầu khí Việt Nam cùng các cộng sự đã thành công trong việc tìm kiếm, tổng hợp và chiết xuất chất ức chế ăn mòn CeCl3, Na(4-OHCin), Ce(4-OHCin)3 và cao lá giang.
Với nghiên cứu này, nhóm tác giả đã thành công trong việc tìm kiếm, tổng hợp và chiết xuất chất ức chế ăn mòn CeCl3, Na(4-OHCin), Ce(4-OHCin)3 và cao lá giang. Các chất ức chế ăn mòn được nhóm phát triển theo hướng mới nhằm sử dụng hiệu quả hơn cho việc lưu trữ và vận chuyển xăng sinh học, kiểm soát quá trình anôt, catôt, hỗn hợp anôt-catôt và không ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người.
Cụ thể, khi phân tích điện hóa (phân cực thế động và tổng trở điện hóa) cho thấy, CeCl3 thể hiện tính chất của một ức chế catôt, Na(4-OHCin) thể hiện tính chất của một ức chế anôt, trong khi Ce(4-OHCin)3 và cao lá giang thể hiện tính chất của một ức chế hỗn hợp anôt - catôt, tất cả đều ở hiệu suất ức chế khá cao. Trong đó, chất ức chế ăn mòn từ cao lá giang đạt giá trị hiệu suất ức chế cao nhất 93% ở 1.000 ppm.
Cây lá giang hay giang chua, dây giang (Aganonerion polymorphum), có nguồn gốc từ vùng Đông Nam Á, được sử dụng trong y học và làm thực phẩm. Ở Việt Nam, cây mọc ở nhiều nơi thuộc các tỉnh miền Trung, Tây nguyên và vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Ở Nam Bộ cây lá giang thường mọc hoang ven sông, rạch, trong vườn cây.
Thành phần hóa học được xác định trong 100g lá giang gồm 85,3g nước, 3,5g protein, 3,5g glucid, 0,6mg carotein, 26mg vitamin C. Là một loài cây có dược tính cao, chất saponin trong lá giang có tính kháng sinh với các chủng khuẩn Salmonella typhi và Klebsiella.
Về mặt sinh học, cao lỏng lá giang được chiết xuất không thấy độc tính, có tác dụng ức chế 9 loại vi khuẩn, tiêu viêm cấp tính cả khi uống và tiêm.
Hình thành lớp bảo vệ trên bề mặt thép
PGS.TS Nguyễn Đăng Nam cho hay, phân tích bề mặt bằng quang phổ hồng ngoại, kính hiển vi điện tử quét, phổ quang điện tử tia X cho thấy, các chất này hình thành lớp màng bảo vệ trên bề mặt thép nên có khả năng bảo vệ ăn mòn cho thép trong môi trường giả lập xăng sinh học.
Đồng thời, 1.000 ppm (phần triệu) cao lá giang đã được thêm vào xăng E5 để kiểm tra ô nhiễm khí thải của xe máy và so sánh với xăng E5 không có chất ức chế ăn mòn.
Kết quả, khi thêm 1.000 ppm cao lá giang vào xăng, nồng độ khí ô nhiễm giảm nhẹ và không ảnh hưởng đến quá trình cháy của xăng E5. Điều này mở ra khả năng ứng dụng của cao lá giang trong việc hạn chế ăn mòn, nâng cao tuổi thọ của động cơ.
Để so sánh khả năng chống ăn mòn với các phụ gia khác, nhóm nghiên cứu đã thực hiện đối chứng với phụ gia imidazoline là loại phụ gia chống ăn mòn phổ biến hiện nay. Kết quả, phụ gia imidazoline ở nồng độ cho phép (50 ppm) cho hiệu suất ức chế ăn mòn khá thấp so với cao lá giang trong nghiên cứu này.
Nhóm tác giả cũng nghiên cứu sử dụng chất hiệp trợ ức chế (hạt nano TiO2) để tăng hiệu suất ức chế ăn mòn của cao lá giang. Kết quả cho thấy, TiO2 có đường kính 10 nm ở nồng độ 30 ppm làm tăng đáng kể hiệu suất ức chế của cao lá giang.
Theo PGS.TS Nam, lá giang là một loại rau phổ biến dễ tìm ở Việt Nam và không độc hại nên đây sẽ là nguồn nguyên liệu tiềm năng trong việc sản xuất chất phụ gia chống ăn mòn mới.
Lá giang có thể được trồng ở hầu khắp các vùng quê ở Việt Nam. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả ức chế ăn mòn của cao lá giang, cần phải nghiên cứu thêm để loại bỏ diệp lục và giảm nồng độ chất ức chế.
Ngoài lá giang, hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm kiếm các cao lá khác là nguồn nguyên liệu có sẵn trong nước, có hiệu suất bảo vệ cao và giá thành cạnh tranh để có những sản phẩm phụ gia cho xăng sinh học tối ưu và đa dạng hơn nữa.
Nhóm hy vọng sau khi tối ưu hóa quy trình sẽ chuyển giao cho doanh nghiệp để tạo ra loại xăng sinh học có chất lượng cao.
Kết quả đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao trong tình hình hiện nay, mở ra khả năng ứng dụng sản xuất các chất ức chế ăn mòn mới, xanh, thân thiện môi trường với chi phí thấp, thúc đẩy và nâng cao hiệu quả sử dụng xăng sinh học tại Việt Nam.
