ワシントン州立大学の科学者は、リグニンベースの農業廃棄物から持続可能なジェット燃料を生産する新しい方法のテストに成功しました。雑誌に掲載されました燃料処理技術、チームの研究植物細胞の主成分の1つであるリグニンポリマーを、持続可能な方法で生産される航空燃料の性能向上に役立つジェット燃料の形態に直接変換する連続プロセスを実証した。

「私たちの成果は、このテクノロジーの実現可能性をより適切に評価できるデータを提供することで、このテクノロジーを現実世界での使用に一歩近づけるものです。民間航空」とWSU生物システム工学部教授の主任科学者ビン・ヤン氏は語った。

植物を丈夫で木質にする構造分子の一種であるリグニンは、トウモロコシ茎葉（収穫後に残った茎、穂軸、葉）やその他の農業副産物に由来します。

研究チームは、リグニンポリマーを分解すると同時に酸素を除去してリグニンベースのジェット燃料を生成する「同時解重合と水素化脱酸素」と呼ばれるプロセスを開発した。リッチランドの施設で、科学者らは溶解したリグニンポリマーを連続水素化処理反応器に導入して燃料を製造した。

2019 年の世界の航空燃料消費量は 1,000 億ガロン近くに達し、今後数十年間で需要が増加すると予想されています。植物由来のバイオマス由来の持続可能な航空燃料は、航空の二酸化炭素排出量を最小限に抑え、飛行機雲を減らし、国際的なカーボンニュートラル目標の達成に役立つ可能性があります。

リグニンベースのジェット燃料は、持続可能な燃料をよりクリーンでより簡単に使用できるようにする可能性があります。ジェットエンジン。リグニンから触媒された炭化水素は、その密度、効率、シール膨潤特性のおかげで、芳香族と呼ばれる化石燃料由来の化合物を効果的に置き換えることができます。飛行機雲や気候の影響に関連して、芳香族化合物は燃料密度を高め、金属間の接合部の O リングを膨張させるのに役立つため、引き続き使用されています。

この研究は、チームが商業生産により実現可能な連続プロセスのテストに初めて成功したことを示しています。このプロジェクトでは、「テクニカルリグニン」と呼ばれる、加工が少なく、安価なトウモロコシ茎葉由来のリグニンも使用され、抽出されたリグニンバイオオイルを使用した同様の研究とは対照的でした。

研究チームの研究結果は、リグニンが芳香族に代わるシクロアルカンやその他の有用な燃料化合物の有望な供給源であることを示唆している。

研究チームのメンバーでWSU-PNNLバイオプロダクツ研究所の共同所長であるジョシュ・ハイン氏は、「航空企業は100％再生可能な航空燃料の生成を目指している」と述べた。「リグニンベースのジェット燃料は、燃料混合物の密度を高めるなど、既存の技術を補完します。」

排出量の削減を提供し、リグニンベースの燃料は最終的には持続可能なものになる可能性がある航空燃料完全に「ドロップイン」可能であり、既存の化石由来の航空燃料と同様に、既存のすべてのエンジン、インフラストラクチャー、航空機で使用できることを意味します。

「私たちは、100%のドロップイン目標を達成できる、補完的なブレンド成分のための効果的で商業的に関連性のある技術の開発に取り組んでいます」とヘイン氏は述べた。

チームは現在、効率を高めてコストを削減するためにプロセスを改良することに取り組んでいます。

詳細情報:Adarsh Kumar et al、連続フロー反応器でリグニンベースのジェット燃料を製造するための同時解重合および水素化脱酸素プロセス、燃料処理技術（2024年）。DOI: 10.1016/j.fuproc.2024.108129