در سال‌های اخیر یکی از تأمین کننده‌های اصلی قدرت در صنعت مادر، مانند صنعت حمل ‌و نقل، موتورهای دیزلی است. منبع اصلی تأمین انرژی در موتورهای دیزل سوخت دیزل است. بنابراین سوخت دیزل یکی از مهمترین حامل‌های انرژی است [1]. یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط‌زیست موتورهای دیزلی است به طوری‌که با سوزاندن سوخت دیزل آلاینده‌هایی تولید می‌شود که به‌‌طور جدی بر محیط‌زیست و آب و هوای زمین تأثیر می‌گذارد. اخیراً روش‌های مختلفی برای کاهش این آلاینده‌ها به‌کار گرفته‌ شده است [2]. با توجه به کاهش منابع انرژی و افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، توجه به محدودیت‌های ذکر شده و همچنین استفاده فشرده از موتورهای احتراق داخلی از سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی، محققان و دانشمندان در حال بررسی جایگزین‌هایی هستند. سوخت‌های تجدیدپذیر به‌جای سوخت‌های فسیلی می‌توانند انرژی پاک تولید کنند [4،3].

در سیاست‌های مربوط به بخش حمل و نقل و صنعت، هدف اصلی جلوگیری از مصرف منابع انرژی و محدود کردن انتشار آلاینده‌های ناشی از موتورهای احتراق داخلی است. انتشار گازهای گلخانه‌ای از موتورهای دیزل تهدیدی جدی برای سلامت انسان است. در این راستا، دانشمندان تحقیقات و آزمایشاتی را برای توسعه موتورهای دیزلی و سوخت انجام می‌دهند. این پیشرفت منجر به ایجاد قوانین و مقرراتی برای جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‌ای از موتورهای دیزلی شده است که هر روز به‌روز می‌شوند. همچنین محدودیت‌ها و استانداردهایی برای جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‌ای موتورهای دیزلی تعیین شد. موتورهای تراکمی احتراق داخلی به‌دلیل بازده حرارتی بالا، کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت ویژه ایجاد می‌کنند. یکی از معایب موتورهای دیزلی این است که انتشار آلاینده‌هایی مانند اکسیدهای نیتروژن و دوده بیشتری از موتورهای بنزینی دارند [5]. در طول این سال‌ها محققان روش‌های مختلفی را برای حل مشکلات موتورهای احتراق داخلی پیشنهاد کرده‌اند. یکی از این تکنیک‌ها که طی سالیان متمادی توسط محققان توسعه و گسترش یافته و تکنیکی بسیار موفق در کاهش انتشار گازهای گلخانه­ای ناشی از احتراق سوخت دیزل است، استفاده از نسبت‌های مختلف بیودیزل در سوخت دیزل است. بیودیزل سوختی است که از منابع تجدیدپذیر تأمین می‌شود و استفاده از این سوخت به ‌جای بنزین و دیزل از آسیب به محیط‌زیست جلوگیری می‌کند. بیودیزل کمتر از دیزل محیط‌زیست را آلوده می‌کند. یکی دیگر از مزیت‌های بیودیزل قابلیت اختلاط و همگن شدن آن به هر نسبت با دیزل است. یکی از عوامل مهم برای استفاده از این روش، عدم ‌تغییر در اجزای موتور دیزل است. بیودیزل همچنین دارای معایبی است که عمده‌ترین آن‌ها تولید اکسیدهای نیتروژن بیشتر از دیزل و اکسید شدن بیودیزل است. رسوبات اکسیداسیون بیودیزل که در بیودیزل نامحلول هستند باعث گرفتگی سوزن‌های انژکتور، رسوبات فیلتر و خرابی سیستم سوخت می‌شوند. از طرفی ویسکوزیته بیودیزل در مقایسه با دیزل زیاد است و در صورت عدم کنترل درصد اضافه بیودیزل می‌تواند سیستم سوخت را تحت فشار قرار داده و اتمیزه شدن سوخت از انژکتورها را کاهش دهد. تمام این کاستی‌ها در نهایت می‌تواند باعث آسیب قابل توجه و ویرانگر به اجزای موتور دیزل شود [6].

تحقیقات بسیاری در جهت بهبود عملکردی موتور دیزل و کاهش انتشارات حاصل از آن در حال انجام هستند. اضافه کردن آب به مخلوط سوخت بیودیزل، بکارگیری بازخورانی گازهای خروجی و استفاده از انواع افزودنی‌ها، تکنولوژی‌هایی هستند که می‌توانند در کاهش آلایندگی‌های موتورهای دیزل کمک کند [7].

محققان اخیراً، در راستای بهبود عملکرد و کاهش آلایندگی موتور دیزل از انواع افزودنی‌ها استفاده کرده‌اند که این افزودنی‌ها شامل افزودنی‌های اکسیژن‌دار و افزودنی‌های نانو است. افزودنی‌های اکسیژن‌دار شامل ان بوتانول، دی متیل کربنات، دی اتیل اتر، متانول، اتانول، اتیلن گلیکول، تری آستین، استون و افزودنی‌هایی از این دسته می‌باشند [10،8]. حضور اکسیژن در احتراق کامل موتور برای بهبود احتراق و به‌دنبال آن کاهش آلایندگی منتشر شده از موتور دیزل، مؤثر است [11]. نانو افزودنی‌ها با داشتن خاصیت مساحت سطح مخصوص بالا، از طریق کاهش مرحله تأخیر در اشتعال، کمک به بهبود احتراق کامل‌تر و کاهش آلاینده‌ها در عملکرد سوخت کمک می‌کنند و همچنین با افزایش نرخ تبخیر قطرات، ذخیره انرژی در سطوح زیاد و ایجاد فعالیت‌های کاتالیزوری اجتناب‌ناپذیر است [12]. باناپورمث و همکاران (2014) اکنون تحقیقاتی در زمینه استفاده از افزودن اکسیدهای فلزی و آلی در سوخت دیزل، جهت بهبود کیفیت، ارتقا عملکرد، کاهش آلاینده‌ها و بهبود خواص فیزیکی- شیمیایی سوخت انجام ‌شده است. طبق مطالعاتی که در مورد به‌کارگیری افزودنی‌های نانو به سوخت دیزل، گزارش ‌شده، حضور افزودنی‌های نانو باعث افزایش سرعت انتشار گرما و سرعت احتراق موتور دیزل است [13]. همچنین افزودنی‌های نانو مواد در سوخت دیزل، موجب جلوگیری از تشکیل مونوکسیدکربن و افزایش سطح واکنش می‌شود [14]. استفاده از ذرات نانو مواد، معایبی هم دارد. رسوب‌گذاری در مخزن سوخت و مسیرهای انتقال سوخت به‌دلیل عدم قابلیت همگن شدن ذرات نانو مواد در سوخت دیزل و هزینه بالای تهیه افزودنی‌های نانو از جمله معایبی هستند که استفاده از نانو مواد را به ‌همراه دارد. محققان بسیاری بخاطر ورود مواد نانو به محیط‌زیست از طریق اگزوز که اثرات منفی در سلامت محیط‌زیست و موجودات زنده وارد می‌کند، استفاده از افزودنی‌های اکسیژن‌دار را توصیه می‌کنند [15].