Emission Characteristics of a GDI Vehicle Fueled with Gasoline and E10 under Different Acceleration Rates
यह अध्ययन इस बात की जांच करता है कि कैसे अलग-अलग त्वरण दरें (acceleration rates) गैसोलीन बनाम E10 से चलने वाले चीन V-अनुपालन वाले GDI वाहन के कण उत्सर्जन विशेषताओं को प्रभावित करती हैं, जिससे यह पता चलता है कि कण संख्या और द्रव्यमान पर E10 का प्रभाव त्वरण प्रोफाइल पर अत्यधिक निर्भर है जबकि यह लगातार उच्च स्तर के कार्बनीकरण वाले कालिख (soot) का उत्पादन करता है।
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कल्पना कीजिए कि आपकी कार का इंजन एक सुपर-फास्ट, हाई-प्रेशर किचन है जहाँ ईंधन मुख्य सामग्री है। आमतौर पर, यह किचन शुद्ध पेट्रोल पर चलता है, लेकिन वैज्ञानिकों ने यह देखने के लिए प्रयोग किया कि क्या होता है यदि हम इसमें "स्पाइसी" मिश्रण बदल दें जिसे E10 कहा जाता है—जो कि केवल 90% पेट्रोल और 10% इथेनॉल (वह अल्कोहल जो ड्रिंक्स में पाया जाता है, लेकिन पौधों से बनाया गया है) का मिश्रण है।
बड़ा सवाल सिर्फ यह नहीं था कि "क्या E10 काम करता है?" बल्कि यह था कि "जब आप एक्सीलरेटर दबाते हैं तो यह कैसा व्यवहार करता है?" शोधकर्ताओं, उमर आई. अवाद और मोहम्मद कामिल ने तीन अलग-अलग "एक्सीलरेशन रेसिपी" के साथ एक टेस्ट ट्रैक सेट किया: एक हल्का धक्का (1.2 किमी/घंटा प्रति सेकंड), एक मध्यम धक्का (3.6), और एक ज़ोरदार, तेज़ धक्का (6.0)। उन्होंने एक विशेष 1.5-लीटर टर्बोचार्ज्ड कार का उपयोग किया जो चीन के सख्त उत्सर्जन नियमों को पूरा करती है, लेकिन इसमें धुएं को पकड़ने के लिए पार्टिकल फिल्टर नहीं लगा है।
यहाँ एक मोड़ आया जो उन्होंने पाया: E10 हमेशा हवा को साफ करने वाला कोई जादुई हथियार नहीं है। इसका व्यवहार पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करता है कि आप कितनी ज़ोर से गाड़ी चला रहे हैं।
"धीमे और स्थिर" का जाल (ACR 1.2)
जब ड्राइवर धीरे-धीरे एक्सीलरेट कर रहा था, तब E10 ने वास्तव में चीजों को और खराब कर दिया। अध्ययन ने मापा कि इस धीमी एक्सीलरेशन के दौरान, E10 वाली कार ने शुद्ध पेट्रोल वाली कार की तुलना में अधिक पार्टिकल नंबर और अधिक पार्टिकल मास उत्सर्जित किया।
क्यों? इथेनॉल को एक बहुत ही ठंडे, भारी पेय के रूप में सोचें। इसका "एन्थैल्पी ऑफ वेपोराइजेशन" (वाष्पीकरण की एन्थैल्पी) बहुत अधिक है, जो एक फैंसी तरीका है यह कहने का कि इसे तरल से गैस में बदलने के लिए बहुत अधिक गर्मी की आवश्यकता होती है। जब आप धीरे से एक्सीलेटर दबाते हैं, तो इंजन इस ठंडे इथेनॉल को तेज़ी से वाष्पित करने के लिए पर्याप्त गर्म नहीं होता है। इसके बजाय, तरल इथेनॉल इंजन चैंबर की दीवारों पर एक चिपचिपी फिल्म की तरह चिपक जाता है, ठीक वैसे ही जैसे ठंडी खिड़की पर पानी की बूंदें। यह हवा और ईंधन के मिश्रण को बिगाड़ देता है, जिससे एक "रिच" मिश्रण बनता है जो खराब तरीके से जलता है और अधिक कालिख (soot) पैदा करता है। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि 46 किमी/घंटा से कम गति पर, E10 का उत्सर्जन शुद्ध पेट्रोल की तुलना में काफी अधिक था।
"फास्ट एंड फ्यूरियस" की जीत (ACR 6.0)
अब, कल्पना कीजिए कि आप एक्सीलरेटर को फर्श तक दबा देते हैं (6.0 की एक्सीलरेशन दर)। अचानक, कहानी बदल जाती है! इस तेज़ एक्सीलरेशन के तहत, E10 कार ने पेट्रोल कार की तुलना में बहुत कम पार्टिकल नंबर और मास का उत्पादन किया।
इस परिदृश्य में, इंजन गर्म और तेज़ चल रहा है। गर्मी आखिरकार उस जिद्दी इथेनॉल को वाष्पित करने के लिए पर्याप्त है, और इंजन की उच्च गति ईंधन और हवा को पूरी तरह से मिला देती है। एक बार जब इथेनॉल पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है, तो उसकी रासायनिक सुपरपावर काम करने लगती है। यह ईंधन को साफ तरीके से जलने में मदद करता है और कालिख के निर्माण को कम करता है। अध्ययन ने दिखाया कि तेज़ एक्सीलरेशन साइकिल के लिए, E10 स्पष्ट विजेता था, जो लगभग हर पैमाने पर पेट्रोल को पीछे छोड़ गया।
"मध्यम मार्ग" (ACR 3.6)
मध्यम एक्सीलरेशन दर पर, परिणाम थोड़े अनिश्चित थे। गैसोलीन और E10 के बीच का अंतर अन्य दो चरम स्थितियों जितना नाटकीय नहीं था, जिसमें E10 कभी उच्च उत्सर्जन दिखाता था और कभी कम, जो ड्राइविंग के सटीक क्षण पर निर्भर करता था।
"सूट" (कालिख) का जासूसी काम
वैज्ञानिकों ने केवल धुआं नहीं गिना; उन्होंने एक हाई-पावर्ड माइक्रोस्कोप (HRTEM) का उपयोग करके यह भी देखा कि वह धुआं किससे बना है। उन्होंने कालिख के कणों के "कंकाल" के बारे में कुछ दिलचस्प पाया।
चाहे कार कितनी भी तेज़ चल रही हो, E10 कार की कालिख में गैसोलीन की तुलना में छोटा इंटरलेयर स्पेसिंग (परतों के बीच की दूरी) था। कालिख के कणों को कागज़ के ढेर के रूप में कल्पना करें। E10 का "कागज़" गैसोलीन के "कागज़" की तुलना में अधिक सघन और व्यवस्थित रूप से जमा था। इसका मतलब है कि E10 की कालिख अधिक "कार्बनइज्ड" (शुद्ध कार्बन की तरह) थी और इसके आसानी से टूटने की संभावना कम थी। भले ही E10 ने तेज़ ड्राइविंग के दौरान कुल कालिख कम बनाई, लेकिन जो कालिख उसने बनाई, वह अधिक घनी और व्यवस्थित थी।
उन्होंने "ऑर्गेनिक कार्बन" (OC) और "एलिमेंटल कार्बन" (EC) के अनुपात को भी मापा। उन्होंने पाया कि E1mentally E10 का OC/EC अनुपात गैसोलीन की तुलना में हमेशा कम था। यह सुझाव देता है कि जबकि E10 कुल गंदगी को कम कर सकता है, जो गंदगी यह पैदा करता है वह अधिक "कालिख जैसी" और कम "ऑर्गेनिक जैसी" है।
निष्कर्ष
पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि आप सिर्फ यह नहीं कह सकते कि "इथेनॉल अच्छा है" या "इथेनॉल बुरा है।" यह ड्राइविंग शैली पर निर्भर करता है।
- धीमी ड्राइविंग: E10 अधिक प्रदूषण फैलाता है क्योंकि ठंडा तरल ईंधन इंजन की दीवारों से चिपक जाता है और खराब तरीके से जलता है।
- तेज़ एक्सीलरेशन: E10 कम प्रदूषण फैलाता है क्योंकि गर्मी इसे साफ तरीके से जलने में मदद करती है।
शोधकर्ताओं ने इन परिणामों को वास्तविक ड्राइविंग साइकिल का उपयोग करके एक वास्तविक कार पर मापा, इसलिए ये केवल कंप्यूटर के अनुमान नहीं हैं। उन्होंने दिखाया कि इथेनॉल का "कोल्ड स्टार्ट" प्रभाव (जहाँ यह अच्छी तरह से वाष्पित नहीं होता है) वास्तव में धीमी ट्रैफिक में उत्सर्जन को नुकसान पहुँचा सकता है, जबकि इसके रासायनिक लाभ तभी चमकते हैं जब इंजन कड़ी मेहनत कर रहा हो। इसलिए, यदि आप धीमी शहर की ड्राइव में फंसे हैं, तो वह 10% इथेनॉल वास्तव में आपकी कार को शुद्ध पेट्रोल की तुलना में थोड़ा अधिक गंदा बना सकता है, लेकिन यदि आप हाईवे पर जा रहे हैं, तो यह बेहतर काम कर रहा है।
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