امروزه جهان با بحران منابع انرژي مواجه است و منابع محدود سوخت سنگواره اي قادر به پاسخگويي به تقاضاي رو به افزايش انرژي نميباشد. اين مسأله با افرايش قيمت سوخت سنگوارهاي و آلودگي محيط زيستي همزمان است و محققان را به جستجوي منابع جايگزين انرژي و استفاده از ســوخت هـاي جـايگزين بـه جـاي نفـت و مشتقات آن كه تجديدپذير، ايمن و غير آلوده كننده باشند ترغيب مينمايد. بخصوص در موتورهاي ديزل كه به عنوان يك بخش اساسي در تأمين نيروي محركه و اصلي ترين مصرف كننده هاي سوخت سنگواره اي مي باشند. منابع انرژي زيستي از مدتها قبل شناخته شده بود و بشر همواره از آن سود ميجسته است، اما امروزه اين انرژيها به صورتهاي جديدتري وارد عرصه شده اند كه از آن جمله ميتوان به سوختهاي زيستي اشاره كرد. سوخت زيستي يكي از منابع زيست توده است، كه اكسيژن دار، غير سمي، زيست دوست و تجزيه پذير است. سوخت زيستي ديزلي، استرهاي اسيد چرب است كه از روغنهاي گياهي يا چربيهاي حيواني توليد شده و به عنوان سوخت در موتورهاي ديزل قابل استفاده است. با استفاده از اين سوخت در موتور اشتعال تراكمي ميزان توليد بسياري از آلايندهها كاهش خواهد يافت. به دليل وجود تقريبا 10 درصد اكسيژن در ساختار آن در حين استفاده از اين سوخت در مقايسه بـا زمان استفاده از سوخت ديزل، ميزان هيدروكربنهاي نسوخته و coكاهش قابل ملاحظه خواهد يافت. با توجه به اينكه يكي از اصلي¬ترين عوامل در زمينه جايگزيني سوخت، صرفه اقتصادي ماده خام اوليه مي¬باشد و همچنين واردات مواد خام اوليه، آماده سازي شرايط لازم براي كشت گونه¬هاي روغني غير بومي مانند جاتروفا، بادام زميني، پنبه دانه، گل آفتاب گردان و غيره مستلزم هزينه¬هاي بالايي مي باشد، لذا با استفاده از گونه¬هاي بومي، مي¬توان هزينه¬هاي توليدي را به ميزان زيادي كاهش داد. در اين كار تحقيقاتي با بررسي گونه¬هاي زيستي بومي ايران، گياه چاتلانقوش، به عنوان الگويي بهينه، با صرفه و امكان پذير به منظور توليد انبوه بيوسوخت در سطح كشور معرفي شده است. اين گياه به وفور در سراسر نوار غربي كشور موجود بوده و با محتواي روغن نزديك 40 درصد داراي پتانسيل بالاي توليد انبوه بيوسوخت مي¬باشد. شايان ذكر است تاكنون تحقيقي بر روي ويژگي¬هاي سوختي روغن اين دانه صورت نگرفته است همين امر موجبات اين اختراع را فراهم آورده است. در اين تحقيق براي اولين بار با ارائه اطلاعات از درصد روغن، ميزان بيوسوخت توليدي و داده¬هاي كنترل كيفي سوخت زيستي از دانه چاتلانقوش (از قبيل نقطه اشتعال، ويسكوزيته سينماتيكي، چگالي، محتواي آب،‌عدد اسيدي،‌ خاكستر سولفات و ...) و همچنين ارائه نتايج استفاده از آن در موتور، مرجعي غني در مسير محققان آينده اين مرزو بوم قرار داده شده و سياست گذاري¬هاي مربوطه را به سمت و سوي استفاده بيشتر از منابع خام داخلي و پتانسيل¬هاي شناخته شده سوق دهد. در ايران تحقيقات در زمينه بيوسوخت هنوز در قالب تكيه بر منابع بومزاد قرار نگرفته است. با وجود اينكه تكنولوژي توليد بيوسوخت در دنيا در حال پيشرفت چشمگيري است اما در ايران به دليل قيمت پايين سوخت¬هاي فسيلي و محدوديت سطح زير كشت منابع روغني، تحقيقات در زمينه بيوسوخت به صورت پراكنده و محدود انجام شده است. البته مطالعات معدود انجام گرفته نيز بر روي گياهاني متمركز شده¬اند كه از نظر اندوخته غذايي غني بوده و در كشور مورد مصرف خوراكي قرار مي¬گيرند) مثل آفتاب گردان،‌ سويا،‌ گلرنگ،‌ كلزا،‌ منداب،‌ نخل(. اين منابع نه تنها سطح زير كشت قابل ملاحظه¬اي در ايران ندارند،‌ بلكه به عنوان عامل اصلي و اساسي در تامين نياز روغن خوراكي ايران محسوب مي¬شوند. از نظر اقتصادي نيز قابل رقابت با منابع سوخت فسيلي نبوده و توليد چنين سوخت¬هايي علي رغم اثرات مثبت محيط زيستي، با شكست اقتصادي همراه خواهد بود. همين امر لزوم انجام تحقيقات كاربردي و توسعه¬اي را، به ويژه به صورت متمركز برمواد خام بومي ايران محرز مي¬دارد. به عبارت ديگر، مرور پيشينه تحقيق نشان مي¬دهد كه خلاء انجام تحقيقات كاربردي در مورد انتخاب ماده خام با صرفه براي توليد بيوسوخت به وضوح به چشم مي¬خورد. لذا استفاده از منابع انرژي¬ تجديدپذير به منظور كاهش انتشار آلاينده¬هاي محيط زيستي منتج از وسايل نقليه، استفاده از سوخت¬هاي زيستي پاك جايگزين گازوئيل در موتورهاي احتراق ديزلي، بهره¬گيري از پتانسيل¬هاي موجود در كشور براي تامين مواد خام اوليه توليد سوخت زيستي، شناسايي منابع گياهي روغني بومي ايران، انتخاب جايگزين بومي به منظور كاهش وابستگي به واردات مواد اوليه از ساير كشورها، انتخاب گونه¬ي مقاوم به شرايط كشت و كم آبي، انتخاب گونه¬ي¬ روغني غير خوراكي به عنوان ماده اوليه توليد سوخت، انتخاب گونه گياهي مقرون به صرفه¬ به منظور توليد سوخت زيستي صنعتي از نظر محتواي روغن در اين طرح مورد نظر قرار گرفته و حاصل شده است. در اين تحقيق پس از انجام فرايند استخراج روغن از دانه (37-39 درصد)، ابتدا سوخت زيستي بـا اسـتفاده از روغـن چاتلانقوش توليد شد و پس از انجام آناليز كاروماتوگرافي گازي، خصوصيات مهم سوخت توليـد شـده انـدازه گيـري گرديد. خواص اندازه گيري شده با استاندارد بين المللي ASTM D-6751 مطابقت داده شـد و پـس از اطمينـان از اسـتاندارد بـودن سوخت توليد شده، عملكرد و آلايندگي آن روي موتور تك سيلندر بدون هيچگونه اصلاح و يا تغييري در اجزاء موتـور، بـا اسـتفاده از تركيبـات ديزل و سوخت زيستي (توليد شده در آزمايشگاه انرژيهاي نو دانشگاه اروميه) در آزمايشگاه مركزي تحقيقات موتور دانشگاه اروميه در شرايط استاندارد تحت 6 مرحله بارگذاري از شرايط بدون بار تا بارگذاري كامل در شرايط دور ثابت(1500 rpm)، در موتور تك سيلندر با چندين مرتبه تكرار پذيري جهت اطمينان از صحت نتايج مورد آزمايش و ارزيابي قرار گرفت. كاهش گازهاي آلاينده خروجي از اگزوز و همچنين عملكرد مشابه با سوخت ديزل در بارگذاريهاي مختلف، بيانگر توانايي تبديل اين سوخت به يك اختراع و محصول تجاري مي باشد.

امروزه جهان با بحران منابع انرژي مواجه است و منابع محدود سوخت سنگواره اي قادر به پاسخگويي به تقاضاي رو به افزايش انرژي نميباشد. اين مسأله با افرايش قيمت سوخت سنگواره اي و آلودگي محيط زيستي همزمان است و محققان را به جستجوي منابع جايگزين انرژي و استفاده از ســوخت هـاي جـايگزين بـه جـاي نفـت و مشتقات آن كه تجديدپذير، ايمن و غير آلوده كننده باشند ترغيب مينمايد. بخصوص در موتورهاي ديزل كه به عنوان يك بخش اساسي در تأمين نيروي محركه و اصلي ترين مصرف كننده هاي سوخت سنگواره اي مي باشند. منابع انرژي زيستي از مدتها قبل شناخته شده بود و بشر همواره از آن سود ميجسته است، اما امروزه اين انرژيها به صورتهاي جديدتري وارد عرصه شده اند كه از آن جمله ميتوان به سوختهاي زيستي اشاره كرد. سوخت زيستي يكي از منابع زيست توده است، كه اكسيژن دار، غير سمي، زيست دوست و تجزيه پذير است. سوخت زيستي ديزلي، استرهاي اسيد چرب است كه از روغنهاي گياهي يا چربيهاي حيواني توليد شده و به عنوان سوخت در موتورهاي ديزل قابل استفاده است. با استفاده از اين سوخت در موتور اشتعال تراكمي ميزان توليد بسياري از آلايندهها كاهش خواهد يافت. به دليل وجود تقريبا 10 درصد اكسيژن در ساختار آن در حين استفاده از اين سوخت در مقايسه بـا زمان استفاده از سوخت ديزل، ميزان هيدروكربنهاي نسوخته و coكاهش قابل ملاحظه خواهد يافت. با توجه به اينكه يكي از اصلي¬ترين عوامل در زمينه جايگزيني سوخت، صرفه اقتصادي ماده خام اوليه مي¬باشد و همچنين واردات مواد خام اوليه، آماده سازي شرايط لازم براي كشت گونه¬هاي روغني غير بومي مانند جاتروفا، بادام زميني، پنبه دانه، گل آفتاب گردان و غيره مستلزم هزينه¬هاي بالايي مي باشد، لذا با استفاده از گونه¬هاي بومي، مي¬توان هزينه¬هاي توليدي را به ميزان زيادي كاهش داد. در اين كار تحقيقاتي با بررسي گونه¬هاي زيستي بومي ايران، گياه كلخونگ، به عنوان الگويي بهينه، با صرفه و امكان پذير به منظور توليد انبوه بيوسوخت در سطح كشور معرفي شده است. اين گياه به وفور در بخش هاي غربي و شمال غربي موجود بوده و خواستگاه اصلي آن ايلام ، كردستان، چهارمهال و استان هاي همجوار آنها بوده و با محتواي روغن 35 درصد داراي پتانسيل بالاي توليد انبوه بيوسوخت مي¬باشد. شايان ذكر است تاكنون تحقيقي بر روي ويژگي¬هاي سوختي روغن اين دانه صورت نگرفته است همين امر موجبات اين اختراع را فراهم آورده است. در اين تحقيق براي اولين بار با ارائه اطلاعات از درصد روغن، ميزان بيوسوخت توليدي و داده¬هاي كنترل كيفي سوخت زيستي از اين دانه (از قبيل نقطه اشتعال، ويسكوزيته سينماتيكي، چگالي، محتواي آب،‌عدد اسيدي،‌ خاكستر سولفات و ...) و همچنين ارائه نتايج استفاده از آن در موتور، مرجعي غني در مسير محققان آينده اين مرزو بوم قرار داده شده و سياست گذاري¬هاي مربوطه را به سمت و سوي استفاده بيشتر از منابع خام داخلي و پتانسيل¬هاي شناخته شده سوق دهد. در ايران تحقيقات در زمينه بيوسوخت هنوز در قالب تكيه بر منابع بومزاد قرار نگرفته است. با وجود اينكه تكنولوژي توليد بيوسوخت در دنيا در حال پيشرفت چشمگيري است اما در ايران به دليل قيمت پايين سوخت¬هاي فسيلي و محدوديت سطح زير كشت منابع روغني، تحقيقات در زمينه بيوسوخت به صورت پراكنده و محدود انجام شده است. البته مطالعات معدود انجام گرفته نيز بر روي گياهاني متمركز شده¬اند كه از نظر اندوخته غذايي غني بوده و در كشور مورد مصرف خوراكي قرار مي¬گيرند) مثل آفتاب گردان،‌ سويا،‌ گلرنگ،‌ كلزا،‌ منداب،‌ نخل(. اين منابع نه تنها سطح زير كشت قابل ملاحظه¬اي در ايران ندارند،‌ بلكه به عنوان عامل اصلي و اساسي در تامين نياز روغن خوراكي ايران محسوب مي¬شوند. از نظر اقتصادي نيز قابل رقابت با منابع سوخت فسيلي نبوده و توليد چنين سوخت¬هايي علي رغم اثرات مثبت محيط زيستي، با شكست اقتصادي همراه خواهد بود. همين امر لزوم انجام تحقيقات كاربردي و توسعه¬اي را، به ويژه به صورت متمركز برمواد خام بومي ايران محرز مي¬دارد. به عبارت ديگر، مرور پيشينه تحقيق نشان مي¬دهد كه خلاء انجام تحقيقات كاربردي در مورد انتخاب ماده خام با صرفه براي توليد بيوسوخت به وضوح به چشم مي¬خورد. لذا استفاده از منابع انرژي¬ تجديدپذير به منظور كاهش انتشار آلاينده¬هاي محيط زيستي منتج از وسايل نقليه، استفاده از سوخت¬هاي زيستي پاك جايگزين گازوئيل در موتورهاي احتراق ديزلي، بهره¬گيري از پتانسيل¬هاي موجود در كشور براي تامين مواد خام اوليه توليد سوخت زيستي، شناسايي منابع گياهي روغني بومي ايران، انتخاب جايگزين بومي به منظور كاهش وابستگي به واردات مواد اوليه از ساير كشورها، انتخاب گونه¬ي مقاوم به شرايط كشت و كم آبي، انتخاب گونه¬ي¬ روغني غير خوراكي به عنوان ماده اوليه توليد سوخت، انتخاب گونه گياهي مقرون به صرفه¬ به منظور توليد سوخت زيستي صنعتي از نظر محتواي روغن در اين طرح مورد نظر قرار گرفته و حاصل شده است. در اين تحقيق پس از انجام فرايند استخراج روغن از دانه (35 درصد)، ابتدا سوخت زيستي بـا اسـتفاده از روغـن كلخونگ توليد شد و پس از انجام آناليز كاروماتوگرافي گازي، خصوصيات مهم سوخت توليـد شـده انـدازه گيـري گرديد. خواص اندازه گيري شده با استاندارد بين المللي ASTM D-6751 مطابقت داده شـد و پـس از اطمينـان از اسـتاندارد بـودن سوخت توليد شده، عملكرد و آلايندگي آن روي موتور تك سيلندر بدون هيچگونه اصلاح و يا تغييري در اجزاء موتـور، بـا اسـتفاده از تركيبـات ديزل و سوخت زيستي (توليد شده در آزمايشگاه انرژيهاي نو دانشگاه اروميه) در آزمايشگاه مركزي تحقيقات موتور دانشگاه اروميه در شرايط استاندارد تحت 6 مرحله بارگذاري از شرايط بدون بار تا بارگذاري كامل در شرايط دور ثابت(1500 rpm)، در موتور تك سيلندر با چندين مرتبه تكرار پذيري جهت اطمينان از صحت نتايج مورد آزمايش و ارزيابي قرار گرفت. كاهش گازهاي آلاينده خروجي از اگزوز و همچنين عملكرد مشابه با سوخت ديزل در بارگذاريهاي مختلف، بيانگر توانايي تبديل اين سوخت به يك اختراع و محصول تجاري مي باشد.

خلاصه اختراع موتور دوگانه سوز با شمع دوبل در موتورهاي پيستوني با افزايش دور موتور مدت زمان سيكل احتراق كاهش مي يابد. با كاهش زمان سيكل احتراق فرصت موتور براي احتراق كامل سوخت كم مي شود. درنتيجه، به منظور تكميل احتراق سوخت در دورهاي بالاي موتور، شمع بايد زودتر جرقه بزند. حال، با توجه به اينكه سرعت شعله گاز طبيعي نسبت به بنزين كمتر است، اين مشكل محسوس تر مي شود. در نتيجه مقدار پيش انداختن زمان جرقه شمع موتور، در حالت گاز سوز، نسبت به حالتي كه بنزين مي سوزاند، بايد بيشتر افزايش يابد. اين كار منجربه افزايش كار منفي در مرحله تراكم مي شود كه سبب كاهش بازدهي چرخه مي شود. در اين اختراع جهت بهبود احتراق گاز طبيعي و رفع اين مشكل يك شمع به هر سيلندر اضافه شده است. با اضافه كردن يك شمع به هر سيلندر خواص احتراق گاز طبيعي بهبود مي يابد. در اين اختراع، اثر دو شمعه كردن هر سيلندر، بر موتور در حالت گاز سوز مورد بررسي قرار گرفته است. با اضافه شدن شمع بازده حرارتي افزايش مي يابد، در اين شرايط، ميزان CO و UHC نيز كاهش مي يابد. اين كاهش آلودگي و افزايش بازده به-علت كاهش نياز به پيش انداختن زمان جرقه شمع و احتراق كامل سوخت گاز طبيعي قبل از باز شدن سوپاپ دود خروجي است.

يكي از مهمترين مباحث مطرح شده در صنعت خودروسازي، كاهش مصرف سوخت وكاهش آلاينده هاي حاصله از احتراق در موتورهاي احتراق داخلي، بخصوص موتورهاي ديزلي مي باشد. استفاده از افزودنيهاي سوختي يكي از روشهاي انجام اين امر ميباشد. مفهوم اضافه كردن موادي براي بهتر سوختن بيش از 30 سال قدمت دارد. اما علم پيشرفت كرده و در حال حاضر مي‌توانيم افزودنيهاي فوق العاده ريزتري بسازيم.لذاميتوان از نانوتكنولوژي براي در هم شكستن افزودني و پخش يكنواخت آن در سوخت بهره گرفت. در اين ميان فلزات به دليل داشتن انرژي احتراقي بالا، گزينه مناسبي براي استفاده ميباشند. يك تركيب سوختي نانويي شامل يك سوخت مايع ، ذرات فلزي يا اكسيد فلزي يا تركيب آنها در غلظت0.01 تا ppm500 ودر اندازه 1 تا 100نانومتر و مساحت سطح 50 تا 1000 و 0.001 تا 0.5 درصد وزني سورفكتانت مي باشد. سورفكتانت ها وظيفه معلق كردن ذرات در تركيب سوخت، جلوگيري از بهم چسبيدگي ذرات و افزايش سازگاري بين ذرات و سوخت مايع را ايفا كرده و به دسته هاي يوني(كاتيوني،آنيوني،آمفوتري) و غير يوني تقسيم مي شوند تحقيقات انجام گرفته در بخش احتراق نشان داد كه نانو ذرات در فرآيندهاي احتراقي نيز مي توانند مورد استفاده قرار گيرند. نانو افزودني ها علاوه بر داشتن خاصيت مساحت سطح مخصوص بالا، از طريق كاهش مرحله تاخير در اشتعال ،كاهش زمان سوختن،كمك به انجام احتراق كامل تر و كاهش آلاينده ها از طريق واكنش با آنها به بهبود عملكرد سوخت كمك مي كنند.ويژگي هاي تاثير گذار سوخت روي آلودگي از قبيل فراريت، چگالي و محتواي سولفور در سوخت با افزودن نانو ذرات تغيير مي كنند.نانو ذرات را ميتوان بصورت پودر و كلوييد مورد استفاده قرار داد اما حالت كلوييدي، كه توانايي مخلوط شدن با سوخت را داشته باشد و تشكيل يك سوسپانسيون پايدار دهد ما را از برخي فرايند ها و دستگاههاي تهيه مخلوط بي نياز مي كند. ابتدا مواد مورد نظر كه شرايط استفاده را داشتند مورد بررسي قرار گرفت، سپس ماده مورد نظر در مقياس نانو تهيه وپس از تعيين صحت مشخصات و گذشتن از مرحله آماده سازي و قابليت افزودن به سوخت با استفاده از وسايلي نظيرsonicator ultra، در غلظت واندازه هاي مورد نظر و اضافه كردن سورفكتانت به سوخت افزوده شد و عملكرد آن در اتاق تست موتور مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت.كه اين كار توسط دستگاه هاي اندازه گيري و سنسورهاي موجود در اتاق تست صورت پذيرفت . در اين راستا ، از نانو ذرات اكسيد سريم بعنوان ماده اصلي و اكسيد آهن و DDSA به عنوان سورفكتانت جهت ساخت اين تركيب سوختي نانويي استفاده گرديد. كاهش گازهاي آلاينده خروجي از اگزوز و همچنين كاهش مصرف سوخت در بارگذاريهاي مختلف ، بيانگر توانايي تبديل اين تركيب سوختي به يك اختراع و محصول تجاري مي باشد.