新型连续反应工艺可将植物废弃物转化为可持续航空燃料

Josiah02 · 发表于 2024-9-27 14:10:38

华盛顿州立大学的科学家成功测试了一种利用木质素基农业废弃物生产可持续航空燃料的新方法。该团队的研究发表在《燃料加工技术》杂志上，展示了一种连续的过程，可以将木质素聚合物（植物细胞的主要成分之一）直接转化为航空燃料，从而有助于提高可持续生产的航空燃料的性能。
华盛顿州立大学生物系统工程系教授、首席科学家杨斌表示： “我们的成果提供的数据让我们能够更好地评估这项技术在商业航空领域的可行性，从而使其更接近实际应用。”
木质素是一类使植物坚韧和木质化的结构分子，来源于玉米秸秆（收获后留下的茎、穗和叶）和其他农业副产品。
该团队开发了一种称为“同时解聚和加氢脱氧”的工艺，该工艺可分解木质素聚合物，同时去除氧气以制造木质素基喷气燃料。在里奇兰工厂，科学家将溶解的木质素聚合物引入连续加氢处理反应器以生产燃料。
2019 年，全球航空燃料消耗量达到近 1000 亿加仑的历史最高水平，预计未来几十年需求量还会增加。以植物基生物质为基础的可持续航空燃料有助于最大限度地减少航空业的碳足迹、减少尾迹并实现国际碳中和目标。
木质素基喷气燃料可以使可持续燃料更清洁，更易于在喷气发动机中使用。由于其密度、效率和密封膨胀特性，木质素催化的碳氢化合物可以有效取代化石燃料衍生的化合物，即芳香烃。芳香烃与尾迹和气候影响有关，它们仍在使用，因为它们可以提高燃料密度并有助于膨胀金属对金属接头中的 O 形圈。
这项研究标志着该团队首次成功测试了一种更适合商业生产的连续工艺。该项目还使用了一种加工程度较低、成本较低的玉米秸秆木质素，被称为“技术木质素”，与使用提取木质素生物油的类似研究形成鲜明对比。
研究小组的研究结果表明，木质素是芳香族替代环烷烃和其他有用燃料化合物的有希望的来源。
研究团队成员、华盛顿州立大学太平洋西北国家实验室生物制品研究所联席主任乔希·海恩表示：“航空企业希望生产 100% 可再生航空燃料。木质素基喷气燃料可以补充现有技术，例如提高燃料混合物的密度。”
木质素基燃料可减少排放，最终使可持续航空燃料完全具有“直接替代”能力，这意味着它们可以像现有的化石衍生航空燃料一样用于所有现有的发动机、基础设施和飞机。
Heyne 表示：“我们正在致力于开发一种有效的、具有商业价值的互补混合成分技术，以实现 100% 替代的目标。”
该团队目前正在努力改进流程，以提高效率并降低成本。

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