华盛顿州立大学的科学家成功测试了一种利用木质素农业废物生产可持续航空燃料的新方法。发表于期刊燃料加工技术，球队的研究展示了一种连续过程，可将木质素聚合物（植物细胞的主要成分之一）直接转化为一种喷气燃料，有助于提高可持续生产的航空燃料的性能。

“我们的成就使这项技术更接近现实世界的使用，提供的数据让我们可以更好地评估其可行性商业航空，”首席科学家、华盛顿州立大学生物系统工程系教授杨斌说。

木质素是一类使植物坚韧且木质化的结构分子，源自玉米秸秆（收获后留下的茎、穗轴和叶子）和其他农业副产品。

该团队开发了一种称为“同时解聚和加氢脱氧”的工艺，该工艺可分解木质素聚合物，同时去除氧气以产生木质素基喷气燃料。在他们的里奇兰工厂，科学家们将溶解的木质素聚合物引入连续加氢处理反应器中以生产燃料。

2019年全球航空燃油消耗量达到近1000亿加仑的历史新高，预计未来几十年需求将增加。来自植物生物质的可持续航空燃料有助于最大限度地减少航空碳足迹、减少凝结尾迹并实现国际碳中和目标。

基于木质素的喷气燃料可以使可持续燃料更清洁且更容易在喷气发动机。由于其密度、效率和密封膨胀特性，木质素催化的碳氢化合物可以有效地取代化石燃料衍生的化合物（称为芳烃）。与凝结尾迹和气候影响相关，芳烃仍在使用，因为它们提高了燃料密度并有助于金属与金属接头中的 O 形圈膨胀。

这项研究标志着该团队首次成功测试连续工艺，这对于商业生产来说更加可行。该项目还使用了一种加工较少、成本较低的从玉米秸秆中提取的木质素，称为“技术木质素”，与使用提取木质素生物油的类似研究形成鲜明对比。

研究小组的研究结果表明，木质素是芳香族取代环烷烃和其他有用燃料化合物的有前途的来源。

“航空企业正在寻求生产 100% 可再生航空燃料，”研究团队成员兼 WSU-PNNL 生物产品研究所联合主任 Josh Heyne 说。“木质素喷气燃料通过增加燃料混合物的密度等方式补充了现有技术。”

减少排放，木质素基于燃料的最终可以实现可持续发展航空燃料完全“插入”能力，这意味着它们可以与所有现有发动机、基础设施和飞机一起使用，就像现有的化石航空燃料一样。

Heyne 说：“我们正在努力为互补混合成分创造一种有效的、商业相关的技术，以实现 100% 直接使用的目标。”

该团队目前正在努力改进流程，以提高效率并降低成本。

更多信息：Adarsh Kumar 等人，在连续流反应器中同时解聚和加氢脱氧工艺生产木质素基喷气燃料，燃料加工技术（2024）。DOI：10.1016/j.fuproc.2024.108129