Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học và Kỹ thuật, Đại học Sharjah, đã phát triển bốn công thức HyperFuel gồm HyperFuel-95, HyperFuel-98, HyperFuel-100 và HyperFuel-102.

Thay vì loại bỏ hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch, công nghệ này thay thế một phần thành phần dầu mỏ bằng các hợp chất có nguồn gốc sinh học và khả năng nâng cao chỉ số octan. Theo các nhà nghiên cứu, cách tiếp cận này có thể tạo ra một giải pháp chuyển tiếp cho quá trình giảm phát thải mà không yêu cầu người sử dụng chuyển sang xe điện hoặc thay đổi động cơ.

HyperFuel được hướng tới nhiều ứng dụng, từ ô tô thông thường, xe thể thao cho tới lĩnh vực hàng không.

Công thức giúp chỉ số octan đạt 102

Chỉ số octan là thước đo khả năng chống kích nổ sớm của nhiên liệu trong động cơ. Nhiên liệu có khả năng chống kích nổ tốt hơn cho phép động cơ vận hành ổn định khi hỗn hợp nhiên liệu và không khí được nén ở mức cao.

Một thành phần đáng chú ý trong HyperFuel là methyl ester of dimate (MED), được sử dụng như chất phụ gia giúp tăng chỉ số octan. MED được tổng hợp từ isohexene và methanol.

Trong các thử nghiệm, MED đạt chỉ số octan nghiên cứu (RON) 131,5 và chỉ số octan động cơ (MON) 120. Đây là những mức cao hơn đáng kể so với nhiều loại phụ gia thông thường. Khi được đưa vào công thức HyperFuel, MED góp phần cải thiện khả năng chống kích nổ và độ ổn định của nhiên liệu.

Một thành phần sinh học khác là isopropanol, được sản xuất từ sinh khối thông qua quá trình lên men. Hai thành phần này được phối trộn với reformate, naphtha nhẹ chưng cất trực tiếp và nhiên liệu sản xuất bằng quy trình Fischer-Tropsch để tạo ra bốn công thức HyperFuel.

Nhóm nghiên cứu thay đổi tỷ lệ các thành phần nhằm tạo ra những loại nhiên liệu có chỉ số octan lần lượt từ 95 đến 102.

Trong các công thức, isopropanol được duy trì ở mức 25%. Tỷ lệ MED tăng từ 17% ở HyperFuel-95 lên 20% ở HyperFuel-102. Trong khi đó, reformate, vốn có chỉ số octan cao, tăng từ 15% lên 29%.

Ngược lại, tỷ lệ những thành phần có chỉ số octan thấp được giảm xuống. Cách phối trộn này nhằm nâng cao khả năng chống kích nổ, đồng thời duy trì sự cân bằng giữa các thành phần có nguồn gốc dầu mỏ và sinh học.

Các nhà khoa học cũng tiến hành so sánh bốn công thức HyperFuel với mẫu xăng thương mại tham chiếu, gồm 60% reformate và 40% xăng được sản xuất từ quá trình cracking xúc tác tầng sôi.

Nhiều đặc tính của nhiên liệu được kiểm tra, bao gồm chỉ số octan, mật độ, áp suất hơi, độ ổn định oxy hóa, hàm lượng cặn và khả năng ăn mòn đồng.

Kết quả trong phòng thí nghiệm cho thấy các hỗn hợp đáp ứng những tiêu chuẩn liên quan. Nhiên liệu có khả năng chống kích nổ tốt, độ ổn định oxy hóa cao, đồng thời có hàm lượng lưu huỳnh và benzene thấp.

Vẫn còn khoảng cách trước khi đưa ra thị trường

Theo nhóm nghiên cứu, HyperFuel có thể trở thành một phương án hỗ trợ quá trình giảm phát thải giao thông trong giai đoạn chuyển tiếp.

Điểm khác biệt của giải pháp này là không yêu cầu thay thế toàn bộ phương tiện chạy động cơ đốt trong bằng xe điện. Thay vào đó, nhiên liệu mới có thể tận dụng đội xe hiện hữu và hệ thống động cơ đang được sử dụng mà không cần cải tạo.

Điều này có ý nghĩa trong bối cảnh quá trình điện hóa giao thông cần thời gian cũng như nguồn vốn đầu tư lớn. Nếu được triển khai ở quy mô lớn, nhiên liệu carbon thấp có thể góp phần giảm phát thải từ lượng lớn phương tiện sử dụng động cơ đốt trong trong thời kỳ chuyển đổi.

Tuy nhiên, HyperFuel hiện vẫn chỉ mới được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và chưa đủ điều kiện để thương mại hóa.

Thách thức lớn nằm ở khả năng sản xuất nhiên liệu với quy mô lớn. Nhóm nghiên cứu cho biết cần tiếp tục đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật, lượng phát thải carbon trong toàn bộ vòng đời sản phẩm cũng như chi phí của chuỗi cung ứng.

Đây sẽ là những yếu tố quan trọng quyết định liệu những lợi ích ghi nhận trong điều kiện phòng thí nghiệm có thể được duy trì khi HyperFuel được sản xuất, vận chuyển và phân phối trên quy mô thương mại hay không.

Nếu giải quyết được các rào cản về công nghệ và chi phí, HyperFuel có thể trở thành một trong những hướng tiếp cận nhằm giảm phát thải từ động cơ đốt trong trong quá trình chuyển sang hệ thống giao thông carbon thấp.

Phúc Hạnh