植物废料是廉价可持续的喷气燃料的关键成分

中国的科学家们已经开发出一种将来自农业和木材采伐的植物废料转化为高密度航空燃料的工艺。他们的研究于3月21日发表在《焦耳》杂志上，可能有助于减少飞机和火箭的二氧化碳排放。

纤维素是生物燃料的主要成分，是一种廉价，可再生且高度丰富的聚合物，可形成植物的细胞壁。尽管链烷烃(例如支链辛烷，十二烷和十六烷)以前是从纤维素中衍生出来的，用于喷气燃料，但研究人员认为，这是首次生产可用于高密度航空燃料的更复杂的聚环烷烃化合物的研究。 。

大连化学物理研究所的研究科学家李宁(Ning Li)认为，这种新的生物燃料可能有助于航空业“走向绿色”。

“我们的生物燃料对于减少CO2排放非常重要，因为它源自生物质，并且比常规航空燃料具有更高的密度(或体积热值)，” Li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，李和他的团队发现，使用化学反应进行氢解可以将纤维素选择性地转化为2,5-己二酮。然后，他们开发了一种分离化合物2,5-己二酮的方法，该方法是将氢解产物中的5-甲基糠醛转化为2,5-己二酮，同时保持产物中的2,5-己二酮不变。这导致了71%的孤立碳产率-与他们最初工作时的产品产率相比增加了5%。最后，它们使氢与小麦草纤维素中的2，5-己二酮反应，得到最终产物：C12和C18聚环烷烃的混合物，其冰点低，密度比常规喷气燃料高约10%。许多生物燃料”

“使用这种燃料的飞机可以比使用传统喷气燃料的飞机飞行得更远，携带的更多，这可以减少起飞和着陆期间的飞行次数并减少二氧化碳的排放，”李说。

尽管研究人员在这项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，纤维素原料丰富，生产步骤更少，能源成本和能耗较低，意味着该工艺很快就可以投入商业使用。他们还预测，与传统的航空燃料生产相比，它将产生更高的利润，因为生产更高密度的燃料所需的成本更低。阻碍该过程发展的最大问题是使用二氯甲烷将纤维素分解为2,5-己二酮。该化合物传统用作脱漆剂中的溶剂，被认为对环境和健康有害。

“未来，我们将继续探索环保和可再生的有机溶剂，该溶剂可以代替纤维素氢解为2,5-己二酮时使用的二氯甲烷，”李说。“与此同时，我们将研究2，5-己二酮在其他燃料和增值化学品合成中的应用。”