Quy trình mới có thể tạo ra 100% nhiên liệu hàng không bền vững
Nghiên cứu chứng minh rằng lignin có tiềm năng được sử dụng để tạo ra 100% nhiên liệu hàng không bền vững.
Sự hợp tác giữa Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia, Viện Công nghệ Massachusetts và Đại học Bang Washington mở ra cánh cửa cho nhiên liệu máy bay bền vững.
Nguồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng ít có thể chỉ là thứ mà ngành hàng không cần để giảm lượng khí thải carbon.
Các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Bang Washington và Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) của Bộ Năng lượng báo cáo thành công trong việc sử dụng lignin như một con đường hướng tới giảm 100% nhiên liệu hàng không bền vững. Lignin tạo nên phần cứng của thành tế bào thực vật. Các bộ phận thực vật khác được sử dụng để làm nhiên liệu sinh học, nhưng lignin thường bị bỏ qua do khó phân hủy về mặt hóa học và biến nó thành các hợp chất hữu ích.
Nghiên cứu được công bố gần đây đã chứng minh một quy trình mà các nhà nghiên cứu đã tạo ra để chiết xuất oxy từ lignin để các hydrocacbon thu được có thể được sử dụng làm nguyên liệu pha trộn cho nhiên liệu máy bay. Nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Joule.
Các thùng chứa bằng sinh khối cây dương (trái), dầu lignin chiết xuất, và nhiên liệu hàng không bền vững. Tín dụng: Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia
Bài báo nhấn mạnh sự cần thiết của việc sử dụng các nguồn nhiên liệu máy bay bền vững vì ngành hàng không đã cam kết cắt giảm mạnh lượng khí thải carbon. Vào năm 2019, các hãng hàng không đã sử dụng 106 tỷ gallon nhiên liệu máy bay trên toàn thế giới, một con số được dự đoán sẽ tăng hơn gấp bốn lần vào năm 2050. Để đạt được mục tiêu của ngành là trung hòa carbon ròng trong khoảng thời gian đó, việc triển khai chính nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) với giới hạn pha trộn với nhiên liệu thông thường sẽ được yêu cầu.
Nhiên liệu phản lực là một hỗn hợp pha trộn của các phân tử hydrocacbon khác nhau, bao gồm chất thơm và xycloalkane. Các công nghệ thương mại hóa hiện tại không sản xuất các thành phần đó để đủ điều kiện cho SAF 100%. Thay vào đó, hỗn hợp SAF được kết hợp với nhiên liệu hydrocacbon thông thường. Là nguồn chất thơm tái tạo lớn nhất trong tự nhiên, lignin có thể là câu trả lời để đạt được một loại nhiên liệu phản lực hoàn toàn dựa trên sinh học. Công trình mới được xuất bản này minh họa khả năng của một con đường lignin để bổ sung cho các con đường hiện có và đang phát triển khác. Cụ thể, đường dẫn lignin được mô tả trong công trình mới này cho phép SAF có khả năng tương thích với hệ thống nhiên liệu ở tỷ lệ pha trộn cao hơn.
Do tính không khoan nhượng của nó, lignin thường được đốt để lấy nhiệt và điện hoặc chỉ được sử dụng trong các ứng dụng có giá trị thấp. Nghiên cứu trước đây đã tạo ra dầu lignin có hàm lượng oxy cao từ 27% đến 34%, nhưng để được sử dụng làm nhiên liệu máy bay, lượng dầu này phải giảm xuống dưới một nửa phần trăm.
Các quá trình khác đã được thử để giảm hàm lượng oxy, nhưng các chất xúc tác liên quan đòi hỏi các kim loại quý đắt tiền và được chứng minh là có năng suất thấp. Các nhà nghiên cứu tại bộ ba tổ chức này đã chứng minh một phương pháp hiệu quả sử dụng cacbua molypden có nhiều trong đất làm chất xúc tác trong một quá trình liên tục, đạt được hàm lượng oxy khoảng 1%.
Tham khảo: “Quá trình hydrodeoxy hóa liên tục lignin thành hydrocacbon thơm dãy phản lực” của Michael L. Stone, Matthew S. Webber, William P. Mounfield III, David C. Bell, Earl Christensen, Ana R.C. Morais, Yanding Li, Eric M. Anderson, Joshua S. Heyne, Gregg T. Beckham và Yuriy Román-Leshkov, ngày 22 tháng 9 năm 2022, Joule.
DOI: 10.1016 / j.joule.2022.08.005
Nghiên cứu được tài trợ bởi Văn phòng Công nghệ Năng lượng Sinh học của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Trung tâm Đổi mới Năng lượng Sinh học.
