Сотрудничество между Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии, Массачусетским технологическим институтом и Университетом штата Вашингтон открывает двери для экологически чистого авиатоплива
Недоиспользуемый природный ресурс может быть именно тем, что нужно авиационной отрасли для сокращения выбросов углекислого газа.
Американские исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Университета штата Вашингтон и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики (NREL) сообщают об успехах в использовании лигнина как пути к получению 100% экологически чистого авиационного топлива. Лигнин составляет жесткую часть клеточных стенок растений. Другие части растений используются для производства биотоплива, но лигнин обычно упускается из виду из-за сложности его химического расщепления и превращения в полезные соединения.
Недавно опубликованное исследование продемонстрировало процесс, созданный исследователями для извлечения кислорода из лигнина, чтобы полученные углеводороды можно было использовать в качестве сырья для реактивного топлива. Исследование было недавно опубликовано в журнале Joule.
В документе подчеркивается необходимость использования устойчивых источников авиатоплива, поскольку авиационная отрасль обязалась резко сократить выбросы углекислого газа. В 2019 году авиакомпании по всему миру израсходовали 106 миллиардов галлонов авиатоплива, и, по прогнозам, к 2050 году эта цифра увеличится более чем в четыре раза. Для достижения цели отрасли по чистой углеродной нейтральности в течение этого периода времени потребуется широкое внедрение экологически чистого авиационного топлива (sustainable aviation fuel- SAF) с высокими лимитами смешивания с обычным топливом.
Реактивное топливо представляет собой смешанную смесь различных молекул углеводородов, включая ароматические соединения и циклоалканы. Современные коммерческие технологии не позволяют производить такие компоненты, которые соответствовали бы 100% SAF. Вместо этого смесители SAF комбинируются с обычным углеводородным топливом. Являясь крупнейшим источником возобновляемых ароматических соединений в природе, лигнин может стать ключом к созданию полноценного авиатоплива на биологической основе. Эта недавно опубликованная работа иллюстрирует способность лигнинового пути дополнять существующие и другие развивающиеся пути. В частности, путь лигнина, описанный в этой новой работе, позволяет SAF обеспечивать совместимость топливной системы при более высоких соотношениях компонентов смеси.
Из-за своей непокорности лигнин обычно сжигается для получения тепла и электроэнергии или используется только в малоценных целях. Предыдущие исследования позволили получить лигниновые масла с высоким содержанием кислорода в диапазоне от 27% до 34%, но для использования в качестве реактивного топлива это количество должно быть уменьшено менее чем на полпроцента.
Были опробованы другие способы снижения содержания кислорода, но используемые катализаторы требуют дорогостоящих благородных металлов и оказались малоотходными. Исследователи из трех институтов продемонстрировали эффективный метод, в котором в качестве катализатора в непрерывном процессе использовался богатый карбид молибдена, достигающий содержания кислорода около 1%.
