Planterester er den vigtigste ingrediens i billige, bæredygtigt flybrændstof

Forskere i Kina har udviklet en proces til omdannelse af planteaffald fra landbrug og høstning af træ til flybrændstof med høj densitet. Deres forskning, offentliggjort 21. marts i tidsskriftet Joule , kan bidrage til at reducere CO2 -emissioner fra fly og raketter.

Cellulose, hovedkomponenten i biobrændstoffet, er en billig, vedvarende, og meget rigelig polymer, der danner plantens cellevægge. Mens kædealkaner (såsom forgrenet oktan, dodekan, og hexadecan) er tidligere blevet afledt af cellulose til brug i jetbrændstof, forskerne mener, at dette er den første undersøgelse, der producerer mere komplekse polycycloalkanforbindelser, der kan bruges som flydende brændstof med høj densitet.

Ning Li, en forsker ved Dalian Institute of Chemical Physics og en forfatter til undersøgelsen, mener, at dette nye biobrændstof kan være medvirkende til at hjælpe luftfarten med at "blive grøn".

"Vores biobrændstof er vigtigt for at reducere CO2 -emissioner, fordi det stammer fra biomasse, og det har højere densitet (eller volumetriske varmeværdier) sammenlignet med konventionelle luftfartsbrændstoffer, "siger Li." Som vi ved, udnyttelsen af ​​luftfartsbrændstof med høj densitet kan øge rækkevidden og nyttelasten for fly betydeligt uden at ændre mængden af ​​olie i tanken. "

For at producere dette biobrændstof, Li og hans team fandt ud af, at cellulose selektivt kan omdannes til 2, 5-hexandion under anvendelse af den kemiske reaktion hydrogenolyse. De udviklede derefter en metode til adskillelse af forbindelse 2, 5-hexandion ved at omdanne 5-methylfurfural i hydrogenolyseprodukt til 2, 5-hexandion, mens du beholder 2, 5-hexandion i produktet uændret. Dette resulterede i et 71% isoleret kulstofudbytte - en stigning på 5% fra produktudbyttet i deres første arbejde. Endelig, de reagerede brint med de 2, 5-hexandion fra hvedegræs-cellulose til opnåelse af slutproduktet:en blanding af C12- og C18-polycycloalkaner med et lavt frysepunkt og en densitet på omkring 10% højere end konventionelle jetbrændstoffer. Meget af biobrændstoffets magi ligger i denne høje tæthed - det kan bruges som enten engros udskiftningsbrændstof eller som tilsætningsstof for at forbedre effektiviteten af ​​andre jetbrændstoffer.

"Flyet, der bruger dette brændstof, kan flyve længere og bære mere end dem, der bruger konventionelt jetbrændstof, som kan reducere flynummeret og reducere CO2 -emissionerne under start (eller lancering) og landing, "siger Li.

Selvom forskerne producerede biobrændstoffet i laboratorieskala i denne undersøgelse, Li og hans team mener, at processen er billig, rigeligt råstof i cellulose, færre produktionstrin, og lavere energiomkostninger og forbrug betyder, at den snart er klar til kommerciel brug. De forudser også, at det vil give større overskud end konventionel luftfartsbrændstofproduktion, fordi det kræver lavere omkostninger at producere et brændstof med højere densitet. Det største problem, der holder processen tilbage, er brugen af ​​dichlormethan til at nedbryde cellulose i 2, 5-hexandion; forbindelsen bruges traditionelt som opløsningsmiddel i malingsfjernere og betragtes som en miljø- og sundhedsfare.

"I fremtiden, vi vil fortsætte med at undersøge det miljøvenlige og vedvarende organiske opløsningsmiddel, der kan erstatte det dichlormethan, der anvendes ved hydrogenolyse af cellulose til 2, 5-hexandion, "siger Li." På samme tid, vi vil studere anvendelsen af ​​2, 5-hexandion i syntesen af ​​andre brændstoffer og værditilvækstkemikalier. "