Geheimnisse der Kraftstoffe entschlüsseln: Hochauflösende Massenspektrometrie revolutioniert die Treibstoffanalyse

BerlinMark Romanczyk, Ph.D., vom U.S. Naval Research Laboratory hat neue Methoden entwickelt, um Kraftstoffe und Erdölprodukte schnell mit hochauflösender Massenspektrometrie zu analysieren. Diese Innovation ermöglicht eine detaillierte Untersuchung komplexer Mischungen in nur wenigen Minuten und macht den Prozess wesentlich effizienter. Zu seinen bedeutenden Errungenschaften gehört die Erforschung der chemischen Veränderungen von verwittertem Rohöl an Land. Im Gegensatz zu Öl im Wasser verändert sich das Öl an Land anders in seiner Zusammensetzung, da es sich weniger bewegt.

Hauptvorteile der neuen Methoden:

• Schnelle Analyse von komplexen Gemischen
• Detaillierte qualitative Daten in wenigen Minuten
• Möglichkeit zur Untersuchung von verwittertem Rohöl in terrestrischen Umgebungen
• Erkennung und Charakterisierung neuer heteroatomhaltiger Verbindungen (HCCs)

Forschungsstudien haben gezeigt, dass leichte aromatische Kohlenwasserstoffe unter Sonneneinstrahlung schnell abgebaut werden, während schwerere wie Naphthaline und Anthracene weiterhin mit Sauerstoff reagieren, selbst wenn sich ein dünner Ölfilm bildet. Dieser Film verhindert, dass sich die leichtesten aromatischen Kohlenwasserstoffe verändern. Diese Erkenntnisse helfen uns, Ölaufräumaktionen besser zu verstehen und zu managen sowie die damit verbundenen Risiken einzuschätzen.

Die Arbeiten von Romanczyk zeichnen sich dadurch aus, dass er bisher unbekannte schädliche Verbindungen (HCCs) in Kraftstoffen entdeckt und untersucht hat. Diese Verbindungen sind von Bedeutung, weil sie unerwünschte chemische Reaktionen verursachen, die die Stabilität des Kraftstoffs verringern. Durch das Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Zusammensetzung des Kraftstoffs und seiner Leistung könnten diese Erkenntnisse die Herstellung und Verwaltung von Kraftstoffen, insbesondere für militärische Zwecke, revolutionieren.

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Romanczyks Methoden erleichtern die Treibstoffanalyse, insbesondere für die Marine und das Verteidigungsministerium. Durch schnelle Überprüfung der Kraftstoffzusammensetzung kann die Herstellung, Verwaltung und Lagerung von Brennstoffen optimiert werden, was zu einer besseren Leistung und Stabilität führt.

Romanczyk entwickelt neue Methoden, um PFAS (Per- und Polyfluoralkylverbindungen) selbst in extrem niedrigen Konzentrationen im Bereich von Teilen pro Milliarde zu erkennen und zu untersuchen. Mit seiner umfangreichen Erfahrung in der Analyse komplexer Mischungen sowie von Kraftstoffen aus Erdöl und alternativen Quellen zählt er zu den führenden Experten auf diesem Gebiet.

Die Fortschritte in diesem Programm beeinflussen verschiedene Forschungsbereiche der Abteilung für Chemisches Sensing und Brennstofftechnologie im Marineforschungszentrum. Ziel ist es, chemische Prozesse besser zu verstehen, neue Sensormethoden zu entwickeln und künstliche Intelligenz zur Analyse von Gefahrstoffdaten einzusetzen. Zu den Projekten gehören das Erkennen chemischer und biologischer Substanzen sowie die Entwicklung von Algorithmen zur automatischen Überprüfung und Vorhersage der Kraftstoffqualität.

Romanczyks Arbeit zeigt, dass die hochauflösende Massenspektrometrie detaillierte Informationen über die Kraftstoffchemie liefern kann. Diese Erkenntnisse haben nützliche Anwendungen, die sowohl dem Militär als auch dem zivilen Bereich zugutekommen können. Seine Forschung hat ihm bedeutende Anerkennung eingebracht, darunter den Chevron Research Award of Excellence von der International Association for Fuel Stability and Handling.