植物廢料是廉價可持續的噴氣燃料的關鍵成分

中國的科學家們已經開發出一種將來自農業和木材采伐的植物廢料轉化為高密度航空燃料的工藝。他們的研究于3月21日發表在《焦耳》雜志上，可能有助于減少飛機和火箭的二氧化碳排放。

纖維素是生物燃料的主要成分，是一種廉價，可再生且高度豐富的聚合物，可形成植物的細胞壁。盡管鏈烷烴(例如支鏈辛烷，十二烷和十六烷)以前是從纖維素中衍生出來的，用于噴氣燃料，但研究人員認為，這是首次生產可用于高密度航空燃料的更復雜的聚環烷烴化合物的研究。 。

大連化學物理研究所的研究科學家李寧(Ning Li)認為，這種新的生物燃料可能有助于航空業“走向綠色”。

“我們的生物燃料對于減少CO2排放非常重要，因為它源自生物質，并且比常規航空燃料具有更高的密度(或體積熱值)，” Li說。“眾所周知，高密度航空燃料的使用可以顯著增加飛機的航程和有效載荷，而不會改變油箱中的油量。”

為了生產這種生物燃料，李和他的團隊發現，使用化學反應進行氫解可以將纖維素選擇性地轉化為2,5-己二酮。然后，他們開發了一種分離化合物2,5-己二酮的方法，該方法是將氫解產物中的5-甲基糠醛轉化為2,5-己二酮，同時保持產物中的2,5-己二酮不變。這導致了71%的孤立碳產率-與他們最初工作時的產品產率相比增加了5%。最后，它們使氫與小麥草纖維素中的2，5-己二酮反應，得到最終產物：C12和C18聚環烷烴的混合物，其冰點低，密度比常規噴氣燃料高約10%。許多生物燃料”

“使用這種燃料的飛機可以比使用傳統噴氣燃料的飛機飛行得更遠，攜帶的更多，這可以減少起飛和著陸期間的飛行次數并減少二氧化碳的排放，”李說。

盡管研究人員在這項研究中以實驗室規模生產了生物燃料，但Li和他的團隊認為，該工藝廉價，纖維素原料豐富，生產步驟更少，能源成本和能耗較低，意味著該工藝很快就可以投入商業使用。他們還預測，與傳統的航空燃料生產相比，它將產生更高的利潤，因為生產更高密度的燃料所需的成本更低。阻礙該過程發展的最大問題是使用二氯甲烷將纖維素分解為2,5-己二酮。該化合物傳統用作脫漆劑中的溶劑，被認為對環境和健康有害。

“未來，我們將繼續探索環保和可再生的有機溶劑，該溶劑可以代替纖維素氫解為2,5-己二酮時使用的二氯甲烷，”李說。“與此同時，我們將研究2，5-己二酮在其他燃料和增值化學品合成中的應用。”