Trong bối cảnh ngành vận tải và công nghiệp chịu áp lực cắt giảm phát thải ngày càng gắt gao, công nghệ nhũ tương nước -diesel được xem như một cú hack đơn giản nhưng hiệu quả, chứng minh khả năng giảm đáng kể khói đen, hạt bụi mịn và khí NO mà không cần sửa đổi lớn hệ thống động cơ hiện có.

Mặc dù được xem là trụ cột của các ngành công nghiệp nặng, vận tải và nông nghiệp nhờ sức kéo mạnh mẽ cùng độ bền cao, nhưng khí thải từ động cơ diesel lại là nguyên nhân hàng đầu gây ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu. Điều này khiến động cơ diesel ngày nay trở thành một "kẻ phản diện" bất đắc dĩ, nhất là khi cả thế giới vẫn đang ráo riết chạy đua tìm kiếm các giải pháp năng lượng xanh để thay thế nhiên liệu hóa thạch.

May mắn là nghiên cứu đột phá mới đây được công bố trên tạp chí Carbon Research đã chứng minh rằng bằng kỹ thuật pha trộn đặc biệt, nhiên liệu hoá thạch dầu Diesel pha nước có thể phát thải ít hơn, giảm tải gánh nặng môi trường. Vẫn biết rằng nước và dầu từ lâu đã được coi là hai kẻ thù không đội trời chung. Bất kỳ thợ máy nào cũng sẽ khẳng định rằng nước lọt vào động cơ diesel là một thảm họa vì có thể dẫn đến rỉ sét, hỏng hóc kim phun và phá hủy xi-lanh.

Những động cơ Diesel cũ trong tương lai sẽ "xanh" và sạch hơn nhờ nguồn nhiên liệu ứng dụng phương thức pha trộn mới.

Tuy nhiên, nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi Tiến sĩ Chukwuemeka Fortunatus Nnadozie, đã chứng minh rằng việc cố tình đưa nước vào nhiên liệu diesel theo một cách được kiểm soát chính xác không chỉ an toàn, mà còn là chìa khóa để giải quyết vấn đề ô nhiễm khổng lồ mà các động cơ diesel đang gây ra cho hành tinh. Phương pháp pha trộn đặc biệt này được gọi là Nhũ tương Nước-Diesel, hay viết tắt là WiDE.

Bản chất của phương pháp này không phải là đổ nước lã trực tiếp vào bình nhiên liệu, mà là tạo ra một hỗn hợp công nghệ cao. Các nhà nghiên cứu sử dụng các chất hoạt động bề mặt (surfactant) đặc biệt để hòa tan những giọt nước cực nhỏ vào trong dầu diesel. surfactant giúp giữ cho nước và dầu liên kết chặt chẽ với nhau đồng thời ngăn không cho chúng tách lớp trong thời gian lên tới 60 ngày. Kết quả là một loại nhiên liệu mới, nhìn bề ngoài không khác gì dầu diesel thông thường, nhưng bên trong lại chứa đựng một cơ chế vật lý vô cùng thú vị và mạnh mẽ.

Sức mạnh thực sự của công nghệ WiDE nằm ở hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là "vi nổ" (micro-explosion). Khi hỗn hợp nhiên liệu này được phun vào buồng đốt nóng rực của động cơ, điều kỳ diệu sẽ xảy ra. Do nước có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với dầu diesel, những giọt nước tí hon nằm ẩn sâu bên trong giọt dầu sẽ sôi sục và bốc hơi gần như ngay lập tức. Sự chuyển đổi trạng thái đột ngột này tạo ra một áp lực cực lớn, khiến giọt nước nổ tung từ bên trong, xé toạc giọt dầu diesel bao quanh nó thành hàng nghìn hạt sương nhiên liệu mịn màng hơn gấp nhiều lần.

Quá trình này giúp nhiên liệu trộn lẫn với không khí một cách hoàn hảo hơn bao giờ hết, dẫn đến quá trình cháy diễn ra triệt để và sạch sẽ hơn. Hiệu quả mà hiện tượng "vi nổ" mang lại là những con số biết nói khiến giới chuyên môn phải kinh ngạc. Theo báo cáo của nhóm nghiên cứu, công nghệ WiDE có thể cắt giảm lượng khí thải Nitơ Oxit (NO) - kẻ thù số một của bầu khí quyển và sức khỏe con người - xuống tới mức 67%. Đồng thời, lượng bụi mịn (PM), nguyên nhân gây ra khói đen kịt thường thấy ở các xe tải cũ, cũng giảm đi đáng kể, khoảng 68%.

Điều thú vị là việc thêm nước không hề làm động cơ yếu đi như lo ngại. Ngược lại, nhờ quá trình cháy được tối ưu hóa, hiệu suất nhiệt của động cơ được duy trì ổn định, thậm chí trong nhiều trường hợp còn tăng lên, giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn. Hơn nữa, sự hiện diện của hơi nước còn giúp hạ thấp nhiệt độ đỉnh trong buồng đốt, bảo vệ động cơ khỏi sự quá nhiệt cục bộ. Điều làm cho giải pháp WiDE trở nên đặc biệt hấp dẫn so với các công nghệ năng lượng xanh khác chính là tính thực tiễn và chi phí thấp. Thế giới không cần phải chờ đợi để xây dựng những trạm sạc điện đắt đỏ, hay thay thế hàng triệu chiếc xe tải, tàu biển và máy phát điện đang hoạt động.

Công nghệ này không đòi hỏi bất kỳ sự chỉnh sửa cơ khí nào đối với động cơ hiện hữu. Chúng ta chỉ cần thay đổi loại nhiên liệu được bơm vào và những cỗ máy cũ kỹ có thể lập tức trở nên thân thiện hơn với môi trường. Tiến sĩ Nnadozie nhấn mạnh rằng đây là một giải pháp tức thời cho cả các nước phát triển và đang phát triển, nơi mà động cơ diesel vẫn đóng vai trò xương sống của nền kinh tế.

Tóm lại, nghiên cứu này là một minh chứng tuyệt vời cho thấy đôi khi những giải pháp tốt nhất lại chính là việc nhìn nhận lại những quy luật vật lý cơ bản theo một góc nhìn mới. Việc biến nước trở thành "trợ thủ" cho động cơ diesel không chỉ là một mẹo kỹ thuật thông minh mà còn là một bước đệm quan trọng, giúp nhân loại có thêm thời gian để chuyển đổi hoàn toàn sang kỷ nguyên năng lượng tái tạo mà không phải đánh đổi bằng bầu không khí ô nhiễm của hiện tại.