華盛頓州立大學的科學家成功測試了一種利用木質素農業廢物生產永續航空燃料的新方法。發表於期刊燃料加工技術，球隊的研究展示了一種連續過程，可將木質素聚合物（植物細胞的主要成分之一）直接轉化為一種噴氣燃料，有助於提高可持續生產的航空燃料的性能。

「我們的成就使這項技術更接近現實世界的使用，所提供的數據讓我們可以更好地評估其可行性商業航空，」首席科學家、華盛頓州立大學生物系統工程系教授楊斌說。

木質素是一類使植物堅韌且木質化的結構分子，源自玉米秸稈（收穫後留下的莖、穗軸和葉子）和其他農業副產品。

該團隊開發了一種稱為「同時解聚和加氫脫氧」的工藝，該工藝可分解木質素聚合物，同時去除氧氣以產生木質素基噴氣燃料。在他們的里奇蘭工廠，科學家將溶解的木質素聚合物引入連續加氫處理反應器中以生產燃料。

2019年全球航空燃油消耗量達到近1,000億加侖的歷史新高，預計未來幾十年需求將增加。來自植物生物質的可持續航空燃料有助於最大限度地減少航空碳足跡、減少凝結尾跡並實現國際碳中和目標。

基於木質素的噴射燃料可以使永續燃料更清潔且更容易在噴射發動機。由於其密度、效率和密封膨脹特性，木質素催化的碳氫化合物可以有效地取代化石燃料衍生的化合物（稱為芳烴）。與凝結尾跡和氣候影響有關，芳烴仍在使用，因為它們提高了燃料密度並有助於金屬與金屬接頭中的 O 形環膨脹。

這項研究標誌著該團隊首次成功測試連續工藝，這對於商業生產來說更加可行。該計畫還使用了一種加工較少、成本較低的從玉米秸稈中提取的木質素，稱為“技術木質素”，與使用提取木質素生物油的類似研究形成鮮明對比。

研究小組的研究結果表明，木質素是芳香族取代環烷烴和其他有用燃料化合物的有前途的來源。

「航空企業正在尋求生產 100% 再生航空燃料，」研究團隊成員兼 WSU-PNNL 生物產品研究所聯合主任 Josh Heyne 說。“木質素噴氣燃料通過增加燃料混合物的密度等方式補充了現有技術。”

減少排放，木質素基於燃料的最終可以實現永續發展航空燃料完全「插入」能力，這意味著它們可以與所有現有引擎、基礎設施和飛機一起使用，就像現有的化石航空燃料一樣。

Heyne 說：“我們正在努力為互補混合成分創造一種有效的、商業相關的技術，以實現 100% 直接使用的目標。”

該團隊目前正在努力改進流程，以提高效率並降低成本。

更多資訊：Adarsh Kumar 等人，在連續流反應器中同時解聚和加氫脫氧製程生產木質素基噴射燃料，燃料加工技術（2024）。DOI：10.1016/j.fuproc.2024.108129