中科院大连化物所利用农林废弃物合成出高密度航空燃料

 
中科院大连化物所利用农林废弃物合成出高密度航空燃料  
 

近日，中科院大连化物所李宁研究员和张涛院士团队发展了一条高度集成转化的新途径，利用农林废弃物合成出高密航空燃料，相关研究工作发表在《焦耳》杂志上。该工作有望减少航空业造成的二氧化碳排放。

目前，国内外航空生物燃料研究中普遍面临的一个重要瓶颈是成本问题。采用廉价易得、不可食用的原始生物质原料合成可再生航空生物燃料是解决这个问题的一个可行方案。纤维素作为农林废弃物的主要成分，是构成植物细胞壁的一种廉价、可再生且非常丰富的聚合物。虽然以纤维素为原料合成航空煤油链烷烃（如支链辛烷、十二烷、十六烷）在国际上已有报告，但存在工艺路线长、能耗成本高的问题。发展高度集成的方法，在温和条件下合成生物燃料显得尤为重要。

研究团队首次报道了以纤维素为原料合成更加复杂的多环烷烃，而这些多环烷烃可以被用作高密度先进航空燃料。研究人员首先将纤维素通过氢解反应选择性地转化为2,5-己二酮。采用固定床双床催化剂体系，在氢气气氛下，将小麦秸秆纤维素制备的2,5-己二酮一步转化为一种碳链长度为12和18的多环烷烃的混合物。该混合物具有凝固点低、密度高的优势，既可以作为现有高密度航空燃料的替代品，也可以作为添加剂改善其它航空燃料的效率。

该燃料不但将废弃的生物质变废为宝，而且它比传统的航空燃料具有更高的密度，使用该燃料可以在不改变飞机油箱体积的前提下，有效地提高飞行器的航程和载荷，飞机能够比使用常规航空燃料飞得更远，运送得更多。这样就可以减少飞机航班数，以及在飞机起飞和降落过程造成的二氧化碳排放。

李宁表示，该工艺的商业化还需要3年到5年时间，目前最大的问题是纤维素氢解反应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。（记者刘万生 通讯员李宁）