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农林废弃物“变身”高密度航空燃料

2019年03月28目 18:14  来源:昌平科普惠民网  类型:原创  编辑:魏蓝
  记者从中国科学院大连化学物理研究所张涛院士团队获悉,他们研发出一种高度集成的新工艺流程,采用“两步走”,成功将农林废弃物中的纤维素转化为高密度航空燃料,为降低航空飞行器的二氧化碳排放开辟了新途径。相关研究刊登于最新一期美国《焦耳》杂志。
 
  论文通讯作者之一李宁研究员接受科技日报记者采访时说,作为农林废弃物的主要成分,木质纤维素(由纤维素、半纤维和木质素三部分构成,其中纤维素比例最大)是一种丰富的可再生资源,其原料成本低廉、来源广泛,是合成航空生物燃料的理想原料。近年来,用木质纤维素生产可再生航空燃料备受关注,但迄今为止,大多数生产过程都集中于采用木质纤维素平台化合物生产常规航空煤油,生产过程繁琐。因此,发展高集成方法,在温和条件下合成航空生物燃料显得尤为重要。
 
  在最新研究中,研究人员先将纤维素高效转化为2,5-己二酮;再将后者转化为具有支链结构的聚环烷烃燃料——先进航空燃料的主要成分。两步的碳产率均达到70%以上,且得到的燃料密度高、凝固点低。此外,对上述过程微调还可生产出甲基环戊烷,用作燃油添加剂。
 
  李宁说:“新工艺具有原料更便宜,反应条件温和,步骤更少,最终产品的密度更高、凝固点更低等优点。得到的高密度航油可在相同油箱容量下显著增加飞行器航程和载荷,有助降低二氧化碳排放。”
 
  不过,李宁也表示,该工艺的商业化还需几年时间,目前最大的“拦路虎”是反应过程中需要使用对环境和健康有害的二氯甲烷,下一步他们将探索使用环境友好的有机溶剂替代二氯甲烷;另外,他们也计划对催化剂不断优化,以进一步提高碳产率。
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