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只需两步!农林废弃物“变身”高密度航空燃料

科普小知识2022-07-11 09:16:31
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中新网3月27日电(记者刘霞)记者从中科院大连化学物理研究所张涛院士团队了解到,他们开发了一种高度集成的新工艺,利用“两步”成功地将农林废弃物中的纤维素转化为高密度航空燃料,开辟了一条减少飞机二氧化碳排放的新途径。这项研究发表在最新一期的《焦耳杂志》上。

通讯作者之一李宁研究员在接受《科技日报》记者采访时表示,木质纤维素(由纤维素、半纤维素和木质素组成,其中纤维素所占比例最大)是一种丰富的可再生资源,成本低,来源广泛,是合成航空生物燃料的理想原料。近年来,利用木质纤维素生产可再生航空燃料引起了广泛关注,但迄今为止,大多数生产工艺都集中在利用木质纤维素平台化合物生产常规航空煤油上,且生产工艺繁琐。因此,在温和条件下开发高集成度方法和合成航空生物燃料尤为重要。

在最新的研究中,研究人员首次有效地将纤维素转化为2,5-己二酮。后者然后转化为具有支链结构的多环环烷燃料,这是先进航空燃料的主要成分。两个步骤的碳产率在70%以上,所得燃料密度高,凝固点低。此外,上述过程的微调也可以产生甲基环戊烷,其可以用作燃料添加剂。

李宁说:“新工艺具有原料便宜、反应条件温和、步骤少、最终产品密度高、凝固点低等优点。所获得的高密度航油能够在相同的油箱容量下显著增加飞机的航程和载荷,有助于减少二氧化碳排放。”

不过,李宁也表示,商业化的过程将需要几年时间。目前,最大的障碍是需要在反应过程中使用对环境和健康有害的二氯甲烷。接下来,他们将探索使用环境友好的有机溶剂代替二氯甲烷。此外,他们还计划不断优化催化剂,以进一步提高碳产量。