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農林廢棄物合成 高密度航空燃料
2019-04-09 07:42:14 來源: 經濟日報
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  近日,中科院大連化物所李寧研究員和張濤院士團隊發現了一條高度集成轉化的新途徑,利用農林廢棄物合成出高密度航空燃料,相關研究工作發表在3月21日在線出版的《焦耳》雜志上,該研究有望減少航空業造成的二氧化碳排放。

  目前,成本問題是國內外航空生物燃料研究中普遍面臨的瓶頸。採用廉價易得、不可食用的原始生物質原料合成可再生航空生物燃料是解決這個問題的一個可行方案。纖維素作為農林廢棄物的主要成分,是構成植物細胞壁的一種廉價、可再生且非常豐富的聚合物。雖然以纖維素為原料合成航空煤油鏈烷烴(如支鏈辛烷、十二烷、十六烷)在國際上已有報告,但存在工藝路線長、能耗成本高的問題。因此,發展高度集成的方法,在溫和條件下合成生物燃料顯得尤為重要。

  該團隊首次報道了以纖維素為原料合成更加復雜的多環烷烴,而這些多環烷烴可以被用作高密度先進航空燃料。科研人員首先將纖維素通過氫解反應選擇性地轉化為2,5-己二酮。接著,科研人員採用固定床雙床催化劑體係,在氫氣氣氛下,將小麥秸稈纖維素制備的2,5-己二酮一步轉化為一種碳鏈長度為12和18的多環烷烴的混合物。該混合物具有凝固點低、密度高的優勢,既可以作為現有高密度航空燃料的替代品,也可以作為添加劑改善其他航空燃料的效率。

  據介紹,該燃料不但將廢棄的生物質變廢為寶,而且比傳統的航空燃料具有更高的密度,使用該燃料可以在不改變飛機油箱體積的前提下,有效地提高飛行器的航程和載荷,飛機能夠比使用常規航空燃料飛得更遠,運送得更多。這樣就可以減少飛機航班數,以及在飛機起飛和降落過程中造成的二氧化碳排放。

  李寧對經濟日報記者表示,該工藝的商業化還需要3年到5年時間,目前最大的問題是纖維素氫解反應需要使用對環境和健康有害的二氯甲烷,下一步他們將探索使用對環境友好的有機溶劑替代二氯甲烷。

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【糾錯】 責任編輯: 劉佳
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