植物残渣是廉价 可持续的喷气燃料的关键成分

中国的科学家已经开发出一种将农业和木材采伐中的植物废物转化为高密度航空燃料的方法。他们的研究,在杂志上发表3月21焦耳,可能有助于减少CO2从飞机和火箭发射。

纤维素是生物燃料中的主要成分,是一种廉价,可再生,高丰度的聚合物,可形成植物的细胞壁。虽然链烷烃(如支链辛烷,十二烷和十六烷)以前来自纤维素用于喷气燃料,但研究人员认为这是第一个生产更复杂的多环烷烃化合物的研究,可用作高密度航空燃料。

大连化学物理研究所的研究科学家,该研究的作者李宁认为,这种新的生物燃料可能有助于航空“走向绿色”。

“我们的生物燃料是用于减轻CO重要2排放量,因为它是衍生自生物质,它具有较高的密度(或体积热值)与传统的航空燃料相比,”李说。“众所周知,高密度航空燃料的使用可以显着增加飞机的航程和有效载荷,而不会改变油箱中的油量。”

为了生产这种生物燃料,Li和他的团队发现,使用化学反应氢解可以将纤维素选择性地转化为2,5-己二酮。然后他们开发了一种通过将氢解产物中的5-甲基糠醛转化为2,5-己二酮来分离化合物2,5-己二酮的方法,同时保持产物中的2,5-己二酮不变。这导致71%的碳分离产率 - 在初始工作中产品产量增加了5%。最后,它们使氢与来自小麦草纤维素的2,5-己二酮反应,得到最终产物:C12和C18多环烷烃的混合物,其凝固点低,密度比常规喷气燃料高约10%。大部分生物燃料'

“使用这种燃料的飞机可以飞得更远并进行比使用常规的喷气燃料,这可以减少航班号和降低CO的那些更2的起飞(或启动)和着陆期间的排放量,”李说。

尽管研究人员在本研究中以实验室规模生产了生物燃料,但Li和他的团队认为该工艺“廉价,丰富的纤维素原料,更少的生产步骤,更低的能源成本和消耗意味着它很快就可以用于商业用途了。他们还预测,它将产生比传统航空燃料生产更高的利润,因为它需要更低的成本来生产更高密度的燃料。保持这一进程的最大问题是使用二氯甲烷将纤维素分解成2,5-己二酮;该化合物传统上用作脱漆剂中的溶剂,被认为是对环境和健康有害的。

“未来,我们将继续探索环保和可再生的有机溶剂,它可以取代纤维素氢解成2,5-己二酮的二氯甲烷,”Li说。“与此同时,我们将研究2,5-己二酮在合成其他燃料和增值化学品方面的应用。”