在柴油里添加20%的水，再加入20%的添加劑，互不相溶的油和水奇跡般地充分溶合了。而且把這種摻水的柴油加入鍋爐或車輛中使用，不僅熱值和做功不變，而且更環(huán)保，更節(jié)油。
近日，由河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司研制成功的“納米級輕質燃油添加劑及制品”項目通過了由中國工程院院士李俊賢擔任主任的專家鑒定委員會的鑒定。鑒定組的專家們認為，用這種技術制備摻水燃料油，工藝簡單，乳液外觀透明、穩(wěn)定期長達一年。該技術(配方)具有新穎性和創(chuàng)新性，在國內處于領先水平。
經河南省節(jié)能監(jiān)測中心和河南省環(huán)境監(jiān)測中心站檢測，納米級柴油與國標柴油相比，節(jié)油率8．96％，鍋爐排放煙塵濃度降低65％，二氧化硫濃度降低27.3％，氮氧化合物濃度降低54．7％；柴油車尾氣排放凈化率為42．1％，燃燒效率提高4％，而且燃燒后產生的殘?zhí)棵黠@少于國標0號柴油，熱值和做功基本相等，具有顯著的經濟效益和社會效益。
真正意義的納米級燃油
油和水不相溶是一種自然現(xiàn)象，因為油/水界面存在著界面張力而互不相溶。如果想讓油水以均勻的混合物存在，必須找到一些既親水又親油的物質（“雙親物質”），這些物質富集在油/水界面從而降低界面張力，達到油水的溶合。這些物質被稱之為乳化液。乳化液有三種：普通乳狀液、膠體溶液和微乳液（真溶液）。
根據(jù)熱力學理論，乳狀液不能自發(fā)形成，而微乳液是自發(fā)形成的。因為，使用乳狀液進行油水溶合時需要外界提供較多能量。相反，使用微乳液則不需要外界提供能量可自發(fā)形成。
目前，世界和我國主要推廣使用的白色乳化油，是由乳狀液制成的。制成時需要高剪切乳化機、γ射線、超聲波粉碎等大型機器充分攪拌。且這種方式制成的摻水燃油由于水在油中分布的顆粒較大，易發(fā)生沉降、絮凝、聚結，性能并不穩(wěn)定，最后又回到油水分離的狀態(tài)。據(jù)了解，一般的白色乳化油只能穩(wěn)定數(shù)小時，最長的也只有3個月，給長途運輸和使用帶來不便。而且由于它的色澤象牛奶一樣潔白，不符合人們的使用習慣，也增加了推廣難度。
其實，燃油摻水后的顏色與油中水粒直徑大小有關，并大致呈以下關系：水珠直徑大于1000納米時，呈乳白色；在100-1000納米時，呈藍白色；在50-100納米時，呈灰白色；在50納米以下時，呈透明。
河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司研制成功的“納米級輕質燃油添加劑及制品”，其實就是找到了一種讓水在油中分布的粒徑小于50納米的物質，即微乳液，而且這種微乳液是一種復合型微乳液（HFR型乳化劑），并已申報國家發(fā)明專利。
據(jù)河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司董事長兼總經理謝學秀介紹，“納米級輕質燃油添加劑及制品”項目是國家重大產業(yè)技術開發(fā)項目，國家原經貿部“十五規(guī)劃”和河南省科技廳支持的重點項目。該技術被發(fā)改委定為“節(jié)能和新能源關鍵技術”。在國家政策支持下，河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司歷經3年，完成了該項目的研究。
他們自主研制開發(fā)出一種性能優(yōu)異的復合型添加劑。這種復合型添加劑的主劑是親油基，從石油餾分提煉出來的一個組分，副劑是親水基，是能深入水相的組分。主劑與副劑進行適宜配比后，主劑溶于油又溶于水，但兩邊又不等值，以親油為主；副劑溶于水并能深入水相。這樣親油基團和親水基團在油/水界面上交叉緊密排列，組成有一定機械強度的膜，大于單相乳化劑的單分子膜的強度，從而阻止不同水珠之間因碰撞運動而結聚變大。
中國科學院重點實驗室對使用這種方法制成的摻水達20%的柴油進行了兩次測定，發(fā)現(xiàn)其水粒直徑及其分布如下：這種新型復合乳化劑可將摻入的水全部分散成粒徑為5.736納米的水珠,最大的水珠的直徑也都<50納米，制備出了真正意義上的納米級乳化燃油。
性能更具優(yōu)勢
2005年1月11日，記者在位于河南省鄭州市高新區(qū)的河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司實驗室看到這種納米級乳化燃油。這種摻水燃油透明、褐黃，保持了柴油色澤，更易被用戶接受。而且這種摻水燃油的穩(wěn)定性最少在一年，最長的已經達到4年，解決了存儲與長途運輸?shù)膯栴}。
目前，我國已經在黑龍江、河南等省推廣乙醇汽油。這種添加5%乙醇的汽油，與普通汽油相比具有價格低、環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點。但乙醇從糧食中提取，在我國13億人口剛剛解決了溫飽問題、耕地又有限的情況下，大范圍使用乙醇汽油的空間有限。而且乙醇汽油省油有限，即只能省5%。在使用中，乙醇汽油吸水性強，會使車輛供油系統(tǒng)中的橡膠制品溶脹乃至龜裂，并對鐵等金屬產生腐蝕。因此，車輛第一次使用乙醇汽油前必須徹底清洗供油系統(tǒng)和油箱，平時還需及時更換被腐蝕的零部件，直接增加了車輛養(yǎng)護費用。
納米級燃油用在發(fā)動機上，最大的加乳化劑比例達20%，加水比例20%。而且不需要清洗供油系統(tǒng)和油箱，對零部件沒有損傷。最重要的一點是，這種納米級燃料可以和任一濃度的國標燃油溶合，而且是瞬間自動完成。用在鍋爐或煉鋼領域，加水比例最高可達30%。
利于緩解能源危機
能源是工業(yè)的糧食，也是農業(yè)、國際、交通以及人們生活所必須的物質，特別是煤、石油等一次性能源，是有限的物質。
自20世紀70年代世界爆發(fā)能源危機以來，世界各國對能源的開發(fā)利用都給予了高度重視。愈來愈多的學者們相信，到2050年左右，世界主要產油國的石油資源將趨枯竭。所以各國都在一方面更經濟更有效地使用石油資源，另一方面積極拓寬新能源和代用燃料。
目前，河南環(huán)發(fā)綠色燃料有限公司研制的這種新型納米級輕質燃油已經在河南的一些單位鍋爐和車輛上試用，效果良好。該公司董事長兼總經理謝學秀介紹說：“按保守數(shù)字，公司年產復合型乳化劑6萬噸，節(jié)油率按7%計算，每年可節(jié)約柴油4200噸。同時公司形成銷售收入4560萬元，為國家上繳利稅526萬元。”
據(jù)介紹，這種ＨＦＲ復合型燃油添加劑不僅能使水和汽油、柴油很好互溶，而且還能使甲、乙醇與燃油互溶。因此，在甲醇汽油、乙醇汽油、乙醇柴油的開發(fā)應用上，也有很好的推廣應用前景。
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燃油摻水技術百年探索
1903年，英國劍橋大學的Hopkinson就提出了在發(fā)動機中摻水燃燒的思路。1927年，英國首次提出并完成了用超聲波制取乳化油。1928年，前蘇聯(lián)T·M格利格蘭首先提出并實現(xiàn)了在鍋爐燃料中摻入20%的水，從而為鍋爐、窯爐和各種工業(yè)用爐摻水燃燒開創(chuàng)了先河。
至30年代，爐用燃料摻水燃燒已經獲得一定發(fā)展，但直到二戰(zhàn)前，發(fā)動機摻水燃燒技術一直沒有得到明顯發(fā)展。60年代，美國成功研究和試用了柴油摻水燃燒，并把乳化油用于各種工業(yè)爐和火車、輪船、卡車及重型運輸式動力機械中。1973年石油危機，油價猛漲，各國紛紛認識到節(jié)油技術的重要，日本、法國和西歐等國加緊進行了許多關于乳化油和摻水燃燒的試驗研究。1981年國際燃燒協(xié)會第一屆年會決定把燃油摻水燃料作為三大節(jié)能措施之一，引起各工業(yè)國家的進一步重視。目前，有關燃料摻水技術的研究仍在進行中。
我國古代鐵匠就知道先把煤浸在水里再添進爐膛燃燒省煤的道理，這實際上就是燃料摻水燃燒可以節(jié)能、降污并提高安全性的典型事例。1958年前后，我國曾做過大量柴油摻水燃燒試驗，但未得到明顯成果。進入80年代，國家科委和中科院聯(lián)合發(fā)文，組織“六五”攻關，有關單位分工研究了柴油機和汽油機燃用乳化油技術，并取得可喜成果，初步研制出具有自主知識產權的白色乳化油技術。此后，該項目作為我國“七五”、“八五”攻關課題，一直進行了大量的研究，但90年代出現(xiàn)的“水變油”的偽科學狂潮，負面影響甚深，給乳化燃料和清潔燃燒技術的發(fā)展和推廣造成一定難度。但國家對含水燃油的研究推廣一直在進行，并將此列為“十五規(guī)劃”提倡和支持的重點項目。實驗室人員正在進行樣品抽檢（來源：經濟參考報）
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