2007 Fiscal Year Annual Research Report
ディーゼル機関用バイオ燃料の燃焼詳細反応機構の解明
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18760159
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| Research Institution | National Traffic Safety and Environment Laboratory |
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Principal Investigator |
山田 裕之 National Traffic Safety and Environment Laboratory, 研究員 (60419124)
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| Keywords | バイオ燃料 / 反応メカ / ディーゼルエンジン / ベンゼン / 多環芳香族 / 流通式反応管 / 科学動力学計算 / すす |
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| Research Abstract |
当研究の最終目的はバイオ燃料のディーゼルエンジンでの燃焼特性を再現できる化学詳細反応機構を作成することである。その中で1年目となる平成18年度は,通常の炭化水素燃料を用いた場合の燃焼特性を把握することである。
本年度はディーゼルエンジンで特徴的なすす生成に着目し,通常の燃料を用いた燃焼場でのすすの成長過程を圧力依存性を中心に検証した。すすの成長メカニズムはいまだに不明な点が多いのが現状であるため,本研究では拡散,空間的不均一性等の事象を複雑にする原因を排除し,予混合,等温の条件を再現できる流通式反応管を用いて,純粋に化学反応のみに注目し,すすの成長過程を測定した。燃料はもっとも単純な芳香族であるベンゼンを用い,ガスクロマトグラフィー4重極型質量分析器を用いて生成物を計測した。実際に観測された生成物は,燃料であるベンゼン,2つの6員環からなるナフタレン,ビフェニル,3つの環からなるアントラセン,フェナントレン,フルオレン,また2つの炭素原子からなるアセチレン,エチレンである。
すすの成長過程は温度によらず,ベンゼンから水素原子が脱離し,フェニルラジカルが生成され,2つのフェニルラジカルが結合し,ビフェニルが生成される。さらにはアセチレンの付加等によりフェナントレンが生成するルートが支配的であることが確認された。
圧力を変化させた際には,400torr程度の圧力下では多環芳香族の生成割合は減少する。ただし50torr程度のさらに減圧された圧力条件では多環芳香族の生成割合が大気圧での計測時と同等程度まで増加することが確認された。
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