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生物燃料新动态:飞行不排CO将成新常态

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-24浏览次数:1006

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照片说明:航空旅行每年排放的温室气体占人类活动总排放量的2%。新的生物燃料催化工艺可以大大减少这一数量。图片来源:波音公司提供

能源生物科学研究所(EBI)的研究人员开发了一种通用航空生物燃料工艺。

这个问题已经被很好地理解了:碳分子和其他温室气体吸收热量。排放到大气中的温室气体越多,大气温度就越高,这反过来加剧了全球气候变化。但解决办法并不那么简单,尤其是在航空业,航空业每年排放2%的人类活动总排放量。尽管生物燃料已被证明是高效、可再生和低碳的汽油和柴油替代品,但航空燃料仍然是一个挑战。能源生物科学研究所的一项新技术可以解决这个问题。

劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)和加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的化学工程师亚历克西斯贝尔(Alexis Bell)说:“我们将化学催化剂与温室气体生命周期模型相结合,开发出制造生物航空燃料和汽车润滑基础油的新工艺。”我们研制的可回收催化剂可以将甘蔗的生物质能转化为新型航空燃料和优质冷流润滑剂。它的密度和粘度可以降低高达80%的净生命周期温室气体。

该研究发表在“美国国家科学院院刊”上。该文章题为“使用生命周期温室气体评估优化的生物质燃料和润滑剂的新途径”。

地球大气中碳和其他温室气体的浓度目前是300万年来最高的,主要是燃烧石油和其他化石燃料造成的。来自植物生物质的生物质衍生生物燃料可以缓解气候变化。但是,飞机燃料要求非常严格。

贝尔说,飞机燃料必须不含氧,具有适当的沸点分布和润滑性,其倾点必须低,这意味着燃料在平流层的低温下不会凝胶化。直接混合的石油飞机燃料和生物燃料,例如法呢烯,已经过测试,但温室气体排放量并未减少太多。我们的研究是第一个生产通用航空生物燃料的研究。

Scown引用了政府间气候变化专门委员会(IPCC)来说明通用航空生物燃料的重要性。

IPCC在2014年的一份报告中指出,通用生物燃料是传统飞机燃料的唯一可行替代品,她说。如果我们想减少对石油的依赖,航空旅行将需要可再生液体燃料,因为电池和燃料电池是不可行的。

由能源生物科学研究所开发的该方法将从甘蔗中提取的烷基甲基酮升级为三聚体缩合物,产率超过95%。这些附聚物经历氢还原反应,形成具有环己烷环和季碳原子的新型环烷烃化合物。这些环烷化合物可以调节并用于生产飞机燃料或汽车润滑基础油。在每质量基础上,即使只有少量润滑剂转化为燃料,润滑的基础油也会产生比石油衍生燃料更多的温室气体。这个过程对于生物精炼厂来说是一个很大的优势。

目前的甘蔗生物精炼厂生产乙醇,糖和电,另一位论文作者戈卡莱说,这位化学工程师负责管理BP的研究。扩大产品组合,添加航空燃料和润滑基础油,使运营商能够更好地管理市场风险。目前的石化炼油厂采取了这一措施。他们试图优化整体产品组合,而不是单一产品。

Scown补充说:我们的工艺的另一个主要优点是帮助炼油厂将一些甘蔗渣转化为燃料和其他产品,从而提取从藤条留下的纤维残留物。剩余的生物质废物可以燃烧产生工业热量和电力来运行炼油厂。戈卡莱解释说,这种新工艺也可用于生产柴油和汽油添加剂。

他说,只要催化剂和反应方案略有改变,我们就可以生产通用柴油。我们计划进一步研究这个领域。

虽然本研究的目的是为巴西的甘蔗精炼厂提供飞机燃料和润滑基础油的生产策略,但该过程背后的策略可应用于其他生物质来源,包括转基因微生物发酵的非食用植物和农业。废料。

虽然使用完全从生物质原料中提取的糖类存在其他技术挑战,例如芒草和柳枝稷,但我们原则上可以生产类似的产品,尽管比例会有所不同,Scown说。我们相信下一步将为我们提供更多选择。

作者承认,除了减少温室气体排放外,该过程的商业实施将产生经济影响,但它也有鼓励投资的重要优势。

Scown说,这项研究表明,生物精炼厂可以使用廉价的催化剂生产一系列碳氢燃料和润滑油。通过结合生物和热化学过程,生物精炼操作甚至不需要任何化石衍生的输入。