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植物残渣是廉价 可持续的喷气燃料的关键成分

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-02-01浏览次数:977

中国科学家已经开发出一种方法,将植物废弃物从农业和木材采伐转化为高密度航空燃料。他们的研究发表在3月21日的Joule杂志上,可能有助于减少飞机和火箭的二氧化碳排放。

纤维素是生物燃料中的主要成分,是一种廉价,可再生,高丰度的聚合物,形成植物的细胞壁。尽管石蜡(例如支链辛烷,十二烷和十六烷)以前来自用于喷气燃料的纤维素,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”。

“我们的生物燃料用于减少重要的二氧化碳排放,因为它来自生物质,与传统航空燃料相比,它具有更高的密度(或体积热值),”李说。 “众所周知,使用高密度航空燃料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性氢解可以选择性地将纤维素转化为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-。脂肪酮保持不变。这导致71%的碳分离产率 - 在初始工作中产品产量增加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,其具有低凝固点和比常规喷气燃料高约10%的密度。大多数生物燃料'

“使用这种燃料的飞机可以飞得更远,而且比使用传统的喷气燃料更能发挥作用,这可以减少飞行数量和二氧化碳排放量,以便在着陆时增加2次起飞(或启动)和排放,”李说。

虽然研究人员在这项研究中以实验室规模生产生物燃料,但李和他的团队认为这个过程“价格便宜,富含纤维素原料,生产步骤少,能源成本低,消费意味着它。它很快就可以用于商业用途。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。维持这一过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;这种化合物传统上被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,这些溶剂可以取代纤维素氢化成二氯甲烷中的2,5-己二酮,”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中的应用。”