Os pesquisadores desenvolveram um método para converter recipientes de solução salina médica em combustível de queima limpa usando pirólise e nanotecnologia. Pode oferecer uma solução sustentável para as demandas de resíduos e energia plásticos.
Crédito da imagem: Kub The Shadow Easy Man/Shutterstock.com
O setor de saúde está gerando um quantity crescente de resíduos de plástico de uso único. Um em specific, o desperdício de contêineres salinos está causando preocupação, pois esses contêineres são feitos de plásticos não biodegradáveis, contribuem significativamente para a poluição ambiental e são difíceis de gerenciar o uso de métodos tradicionais de descarte.
Para resolver isso, uma equipe de pesquisadores explorou o uso da pirólise, um processo termoquímico que decompõe materials orgânico na ausência de oxigênio, para converter resíduos médicos plásticos em combustível utilizável. Seu objetivo period desenvolver um método que não apenas atenuasse o desperdício, mas também produz uma alternativa de alto desempenho aos combustíveis fósseis convencionais.
O estudo, publicado em Relatórios de engenhariasublinha o papel de nanotecnologia Ao melhorar o desempenho do combustível e reduzir as emissões, posicionando sua abordagem como uma estratégia de dupla finalidade para gerenciamento de resíduos e produção de energia sustentável.
Converter recipientes salinos em combustível utilizável
O processo começa esterilizando recipientes salinos de instalações de saúde a 120 ° C para eliminar patógenos. Em seguida, os recipientes são desviados mecanicamente em partículas menores. O plástico triturado é submetido a pirólise a 560 ° C, produzindo três subprodutos primários: óleo de pirólise, char e syngas.
O líquido resultante, o óleo de pirólise dos resíduos de recipientes salinos (POSCW), foi então analisado quanto a propriedades de combustível, como valor calorífico, viscosidade e comportamento de combustão. Para testar sua viabilidade como combustível, os pesquisadores misturaram a PosCW com o diesel convencional em três proporções diferentes: 25 %, 50 %e 75 %.
Para aumentar ainda mais a eficiência da combustão e reduzir as emissões, as misturas também foram modificadas com dois tipos de nanoestruturas: óxido de cério (CONP) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT). Esses aditivos são conhecidos por melhorar a reatividade de combustível e promover a combustão mais completa.
Teste de motor e avaliação de desempenho
Todas as misturas de combustível foram testadas em um motor de ignição de compressão de quatro tempos de 5,2 kW de quatro tempos sob condições de carga variadas. O motor foi instrumentado com um sistema de aquisição de dados computadorizado para monitorar as principais métricas de desempenho, incluindo pressão no cilindro, taxa de liberação de calor, eficiência térmica do freio (BTE) e emissões de escape.
Entre as diferentes formulações, o POSCW de 25 % e a mistura a diesel de 75 % (POSCW25D75) entregaram os melhores resultados gerais quando combinados com Conp e MWCNT. Essa mistura alcançou um pico de pressão no cilindro de 65,14 bar, maior que o diesel puro e outras misturas testadas, indicando desempenho de combustão superior.
O nano-combustível híbrido também registrou uma eficiência térmica de freio de 33,07 %, uma melhoria de 10,13 % em relação à mistura de 100 % da POSCW. Além disso, reduziu significativamente o consumo de combustível específico do freio (BSFC) e reduziu as emissões de óxidos de nitrogênio (NOX), monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos não queimados e fuligem.
O estudo descobriu que a mistura POSCW25D75 teve um bom desempenho, mesmo sem nanopartículassugerindo que as misturas de baixa concentração de óleo de pirólise podem substituir efetivamente o diesel. No entanto, a inclusão de CONP e MWCNT amplificou claramente a eficiência de combustível e o controle de emissões.
Vantagens econômicas e ambientais
Além do desempenho técnico, o estudo também explorou a viabilidade econômica da produção de POSCW em larga escala. Os pesquisadores observaram que, com a escala apropriada, o custo de produção do POSCW poderia se tornar competitivo com o diesel fóssil, fornecendo uma alternativa de combustível econômica e ambientalmente benéfica.
A capacidade de converter um produto residual em um combustível utilizável e mais limpo oferece uma vantagem dupla: ajuda a reduzir o ônus dos resíduos plásticos médicos e apoia a mudança world em direção a soluções de energia de baixa emissão.
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Implicações mais amplas e aplicações futuras
O sucesso do POSCW neste estudo mostra claramente o potencial mais amplo da reciclagem de plásticos com nanotecnologia em pesquisa de energia sustentável.
Ao otimizar a combustão e diminuir as emissões, os combustíveis aprimorados por nanopartículas oferecem uma alternativa de alto desempenho para as indústrias que buscam fontes de energia mais limpas, particularmente em transporte e geração de energia distribuída.
A metodologia usada aqui pode ser aplicada a outras formas de resíduos plásticos e médicos, apresentando novos caminhos para a conversão de desperdício em energia. Com o desenvolvimento adicional, essas técnicas podem ajudar a lidar com a poluição plástica em escala, particularmente em regiões em desenvolvimento onde a infraestrutura de resíduos médicos é limitada.
Conclusão: Um caminho para energia limpa e redução de resíduos
Esta pesquisa apresenta um argumento atraente para a pirólise dos resíduos de plástico médico como uma rota viável para limpar a produção de combustível. O POSCW resultante, especialmente quando aprimorado com nanopartículas, tem um desempenho comparativamente ao diesel nos motores de IC, oferecendo maior eficiência e emissões acentuadamente mais baixas.
Essa abordagem suporta os principais objetivos da sustentabilidade e contribui para uma economia mais round e com eficiência de recursos, abordando o gerenciamento de resíduos plásticos e a necessidade de combustíveis sustentáveis.
Pesquisas futuras podem se concentrar na otimização de parâmetros de pirólise, melhorando a dispersão de nanopartículas e avalia a durabilidade do motor de longo prazo em condições do mundo actual. Tais avanços serão cruciais para traduzir o sucesso do laboratório em soluções de escala industrial.
Referência do diário
P, T. Sathish., et al. (2025, setembro). Resíduos médicos em energia: óleo de pirólise dos recipientes salinos resíduos de resíduos de resíduos de resíduos de características do motor com nano-combustível híbrido. Relatórios de Engenharia, 7 (9), E70389. Doi: 10.1002/eng2.70389, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eng2.70389