Des chercheurs de Trinity et TOTAL ont conçu, synthétisé et testé de nouveaux additifs qui augmentent l'efficacité énergétique.

Dirigé par le professeur Stephen Dooley de la Trinity's School of Physics, les chercheurs de Trinity ont entrepris le projet à la suite d'un concours ouvert par TOTAL, où leur proposition a accueilli plusieurs candidatures d'équipes de recherche à travers le monde.

La recherche a été financée par TOTAL Marketing Services et soutenue par MaREI, le Centre de recherche pour l'énergie de la Science Foundation Ireland, Climat et marin.

Les travaux scientifiques menés par Trinity se sont concentrés sur la détermination systématique de ce qui rend certaines structures moléculaires de meilleurs boosters d'octane que d'autres. En modifiant ces structures et en ajoutant des composants moléculaires comme s'il s'agissait de pièces LEGO, les chercheurs ont pu calculer si une structure donnée répondait aux principes théoriques pour devenir un booster d'octane efficace.

Le transport mondial continue de dépendre des moteurs à combustion interne

À la suite des récents scandales d'émissions, Les études de marché actuelles indiquent que les ventes de moteurs à combustion interne ont culminé en 2018 et qu'à partir de maintenant, les ventes de voitures électriques dépasseront lentement les voitures fonctionnant aux combustibles fossiles. Dans les années récentes, de nombreux constructeurs automobiles ont annoncé des plans ambitieux pour électrifier leur offre, principalement par hybridation avec des moteurs à combustion interne.

Cependant, il y a encore des risques technologiques et d'abordabilité à cette transition. La réalité est que plus de 90 % des ventes de voitures neuves reposent toujours sur des moteurs à combustion interne comme principal groupe motopropulseur. Bien que l'électrification soit en cours, il est peu probable qu'elle ait un impact significatif sur les émissions au cours de la prochaine décennie.

En outre, il existe d'autres modes de transport, comme l'aviation ou le maritime, où l'électrification n'est tout simplement pas une option maintenant. Cependant, nous pouvons encore faire la différence en utilisant des additifs au sein d'ubiquitous, carburants liquides abordables. Les additifs pour carburant peuvent devenir particulièrement importants s'ils sont appliqués aux biocarburants, qui ont déjà un faible potentiel de gaz à effet de serre.

Professeur Stephen Dooley, chercheur principal en sciences de l'énergie à Trinity, dit, « Nous risquons de manquer d'importants objectifs d'émissions si nous n'explorons pas d'autres solutions qui pourraient permettre aux véhicules de devenir plus efficaces et moins nocifs pour l'environnement. Considérant que les carburants liquides sont utilisés pour presque tous les transports de véhicules dans le monde, même de petites améliorations de l'efficacité auront des impacts mondiaux significatifs, en particulier dans les pays les plus pauvres où la mobilité électrique n'est pas une option.

"Particulièrement, ce dernier point est important si nous prenons le CO au sérieux 2 l'atténuation et la justice climatique. Additifs de ce type, et les méthodes que nous avons développées pour les découvrir, seront des outils importants alors que nous passons à l'utilisation à grande échelle de faibles émissions de CO 2 biocarburants."

Additifs pour carburant

Les additifs pour carburants sont largement utilisés pour améliorer les propriétés techniques des carburants, leur permettant d'être sans danger pour l'environnement et de bien fonctionner dans le moteur. Les additifs typiques vont de simples colorants, distinguer différents types de carburants, aux antioxydants pour prévenir la dégradation, et aux boosters d'octane pour les rendre plus efficaces.

Parmi ceux-ci, Les additifs d'augmentation d'octane sont les plus recherchés car ils permettent au véhicule d'aller plus loin avec le même volume d'essence (essence) en contrôlant mieux la consommation de carburant du moteur.

Bien que les boosters d'octane soient largement utilisés, il n'y a actuellement aucune compréhension complète de leur mécanisme d'action moléculaire. L'innovation dans cet espace a tendance à être identifiée par des essais et des erreurs aveugles, plutôt qu'une étude scientifique systématique.

La plupart des défis techniques nécessitent des compétences de recherche multidisciplinaires. Par exemple, l'équipe de Trinity comprenait des spécialistes techniques en thermodynamique moléculaire, Chimie de synthèse, Résonance magnétique nucléaire et apprentissage automatique et modélisation mathématique.

L'équipe Trinity (Professeur Stephen Dooley, Dr Andrew Ure, Dr Manik Ghosh, Dr John O Brien), adaptation des théories préexistantes de la cinétique des réactions chimiques et de la thermodynamique moléculaire pour une utilisation avec des techniques d'apprentissage automatique plus modernes, en utilisant les installations de super-informatique de l'Irish Centre for High End Computing (ICHEC).

Cela leur a permis d'identifier de nombreux additifs potentiels, mais seuls ceux que les calculs théoriques suggéraient avaient les meilleurs attributs ont été choisis pour les études expérimentales risquées et difficiles.

Dr Denis Lançon, Coordinateur TOTAL pour la recherche collaborative avec les universités, mentionné, « Les résultats de recherche issus de cette collaboration ont été excellents. Les résultats sont pertinents pour un certain nombre d'unités commerciales existantes de l'entreprise et il y a déjà eu des discussions sur la façon d'intégrer ces connaissances dans différentes fonctions. L'équipe de Trinity s'est engagée de manière très proactive. avec notre personnel de recherche et a réussi à livrer un plan de recherche ambitieux à temps."

Dr Juan Valverde, développement commercial et gestion de l'innovation au sein de Trinity Research &Innovation, dit, "Trinity peut soutenir les entreprises intéressées par la transition vers une économie à faible émission de carbone. Grâce à son engagement avec Trinity, les partenaires industriels peuvent bénéficier d'une expertise académique de renommée mondiale, propriété intellectuelle de pointe et infrastructure de classe mondiale. En échange, nos universitaires sont exposés à des défis réels de l'industrie qui motivent et inspirent leur travail et leurs idées."