中國的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種將來自農(nóng)業(yè)和木材采伐的植物廢料轉(zhuǎn)化為高密度航空燃料的工藝。他們的研究于3月21日發(fā)表在《焦耳》雜志上，可能有助于減少飛機(jī)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(xì)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(rèn)為，這是首次生產(chǎn)可用于高密度航空燃料的更復(fù)雜的聚環(huán)烷烴化合物的研究。 。

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

“我們的生物燃料對于減少CO2排放非常重要，因?yàn)樗醋陨镔|(zhì)，并且比常規(guī)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(jī)的航程和有效載荷，而不會改變油箱中的油量。”

為了生產(chǎn)這種生物燃料，李和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，使用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行氫解可以將纖維素選擇性地轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮。然后，他們開發(fā)了一種分離化合物2,5-己二酮的方法，該方法是將氫解產(chǎn)物中的5-甲基糠醛轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮，同時保持產(chǎn)物中的2,5-己二酮不變。這導(dǎo)致了71%的孤立碳產(chǎn)率-與他們最初工作時的產(chǎn)品產(chǎn)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(yīng)，得到最終產(chǎn)物：C12和C18聚環(huán)烷烴的混合物，其冰點(diǎn)低，密度比常規(guī)噴氣燃料高約10%。許多生物燃料”

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

盡管研究人員在這項(xiàng)研究中以實(shí)驗(yàn)室規(guī)模生產(chǎn)了生物燃料，但Li和他的團(tuán)隊認(rèn)為，該工藝廉價，纖維素原料豐富，生產(chǎn)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(yè)使用。他們還預(yù)測，與傳統(tǒng)的航空燃料生產(chǎn)相比，它將產(chǎn)生更高的利潤，因?yàn)樯a(chǎn)更高密度的燃料所需的成本更低。阻礙該過程發(fā)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(tǒng)用作脫漆劑中的溶劑，被認(rèn)為對環(huán)境和健康有害。

“未來，我們將繼續(xù)探索環(huán)保和可再生的有機(jī)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(xué)品合成中的應(yīng)用。”