马尾藻生物油与生物柴油(B35)混合燃料的液滴燃烧特性优化及其可持续能源应用研究

本研究针对化石燃料环境问题及生物燃料应用瓶颈，通过热解提取马尾藻(Sargassum sp.)生物油并与B35生物柴油混合，系统评估了闪点(115.2°C)、点火延迟(15.4s)、燃烧速率(0.63mm2/s)等关键参数，采用响应面法(RSM)优化出50%生物油混合比例，为海洋生物质能源开发提供重要技术支撑。

　　

随着全球对可再生能源需求的激增，化石燃料的环境问题日益凸显。生物柴油(B35)虽能减少35%碳排放，却面临原料短缺和成本高的困境。此时，海洋中的马尾藻(Sargassum sp.)因其快速生长、不占耕地等优势进入科学家视野——但这种藻类生物油存在高氧含量(影响燃烧效率)、酸性强等缺陷，直接使用会导致点火延迟、燃烧不稳定等问题。

为破解这一难题，印度尼西亚兰邦曼库拉大学(Universitas Lambung Mangkurat)机械工程系的研究团队在《Bioresource Technology Reports》发表创新研究。他们通过热解提取马尾藻生物油，与B35按0-100%梯度混合，采用高速摄像和响应面法(RSM)系统分析液滴燃烧行为，发现50%混合比例可实现闪点115.2°C、点火延迟15.4s、燃烧速率0.63mm²/s的最佳平衡，为海洋生物燃料应用奠定基础。

关键技术包括：1) 马尾藻两步干燥法(日晒+50°C烘干)；2) 液滴燃烧实验平台测量点火延迟和火焰形态；3) RSM优化混合比例；4) 热重分析评估燃烧特性。

材料处理
研究团队采用60目筛分马尾藻粉末，通过两步干燥法将含水率控制在5%以下，确保热解生物油质量。这种处理方法源自Farobie等学者建立的标准化流程。

燃烧行为测定
实验显示生物油比例与燃烧参数呈非线性关系：50%混合时燃烧速率达峰值0.63mm²/s，但纯生物油火焰高度骤降至1.05cm。通过三维建模发现，生物油超过75%会导致微爆现象，这是由水分快速汽化引起的。

结论与意义
该研究首次从微观尺度揭示了马尾藻生物油/B35混合燃料的液滴燃烧机制，突破性地证明50%混合比例能兼顾能源效率(燃烧速率提升12%)与安全性(闪点高于工业标准)。特别值得注意的是，RSM模型预测结果与实验数据误差<3%，为生物燃料配方优化提供了可靠数学工具。虽然高比例生物油(≥75%)会延长点火延迟至16.8s，但团队发现这种特性反而适用于某些需要缓燃的工业场景。

这项研究不仅解决了藻类生物油直接燃烧不稳定的难题，更开创性地将海洋废弃物转化为绿色能源，为沿海地区"藻华治理-能源生产"的循环经济模式提供技术支撑。未来研究需进一步验证该混合燃料在实际发动机中的耐久性和排放特性，但其已展现出替代至少50%化石柴油的潜力，对实现"双碳"目标具有重要战略意义。