Properties of aerosol particles produced by combustion of novel fuels
Eigenschappen van aerosoldeeltjes die ontstaan bij de verbranding van alternatieve brandstoffen
De moderne samenleving is nog altijd sterk afhankelijk van het verbranden van fossiele brandstoffen. Daarbij komen CO₂ en kleine deeltjes vrij die de aarde opwarmen. Omdat we dringend schonere alternatieven nodig hebben, krijgen brandstoffen zoals waterstof en methanol steeds meer aandacht. Ze kunnen de CO₂‑uitstoot flink verlagen, maar veranderen ook de manier waarop een vlam brandt, en daarmee de eigenschappen van de gevormde deeltjes. Dat is belangrijk, want de grootte, samenstelling en lichtabsorptie van deze deeltjes bepalen hun klimaateffect.
Dit proefschrift van Stijn van Rijn laat zien dat schonere brandstoffen niet alleen de uitstoot veranderen, maar ook de aard van de gevormde deeltjes, een cruciale factor bij het ontwerpen van echt duurzame verbrandingssystemen.
In dit onderzoek is onderzocht hoe schonere brandstoffen de vorming en eigenschappen van roetdeeltjes beïnvloeden. Proeven met waterstof‑gemengde vlammen lieten zien dat waterstof de hoeveelheid deeltjes vermindert en het rijpingsproces van jonge deeltjes vertraagt. De verhouding tussen organische koolstof en elementaire koolstof veranderde sterk, wat laat zien hoe brandstofsamenstelling de deeltjesopbouw bepaalt.
Metingen verder van de vlam af toonden aan dat waterstof niet alleen kleinere deeltjes oplevert, maar ook de manier verandert waarop organische koolstof en zwarte koolstof in één deeltje gemengd zijn. Een deel van het organische materiaal bleek licht te absorberen, wat wijst op de aanwezigheid van “bruine koolstof”, een stof die eveneens invloed heeft op het klimaat.
Tot slot werd methanol getest in een omgebouwde dieselmotor. Methanol verlaagde de uitstoot van stikstofoxiden, maar verhoogde de hoeveelheid roet (black carbon) en veranderde de deeltjeskenmerken. Dit benadrukt dat alternatieve brandstoffen voordelen bieden, maar ook nieuwe uitdagingen creëren voor emissiebeheersing.