Sản xuất và đánh giá nhiên liệu hàng không bền vững từ nhiên liệu điện tử
Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI)
Một nhóm đa ngành tại Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) đã sản xuất, phân tích và thử nghiệm nhiên liệu phản lực tiêu chuẩn cùng với hai loại nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), bao gồm một loại được phát triển tại SwRI, thông qua một dự án do SwRI tài trợ. Một bệ thử nghiệm động cơ phản lực tùy chỉnh đã được sử dụng để thu thập dữ liệu về khí thải và hạt. Nguồn: Viện Nghiên cứu Tây Nam
Viện Nghiên cứu Tây Nam đã sản xuất một lô nhiên liệu hàng không bền vững pha trộn (SAF) thông qua quy trình lọc dầu, bắt đầu bằng nhiên liệu điện tử hoặc nhiên liệu điện tử được làm từ carbon dioxide và hydro xanh. Một nhóm đa ngành đã sản xuất và phân tích SAF, cùng với hai loại nhiên liệu thương mại khác, trước khi thu thập dữ liệu về khí thải và hạt để hỗ trợ các mục tiêu phát thải của ngành hàng không.
"Hàng không rất khó để khử cacbon do mật độ nhiên liệu và công suất cần thiết cho chuyến bay", Francesco Di Sabatino, trưởng nhóm thuộc Bộ phận Kỹ thuật Cơ khí của SwRI, cho biết. "Với dự án này, chúng tôi đang thu thập dữ liệu quan trọng cho nhiên liệu thông thường và hai loại SAF khác nhau."
Nhiên liệu phản lực thông thường được làm từ dầu mỏ đốt cháy bên trong động cơ phản lực. Việc cung cấp nhiên liệu cho máy bay phản lực bằng SAF có thể giúp giảm lượng khí thải carbon. Vận tải hàng không trên toàn thế giới chiếm 2% tổng lượng khí thải carbon và 12% tổng lượng khí thải carbon từ giao thông vận tải. Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào ba lĩnh vực chính: sản xuất, đặc tính và thử nghiệm.
Đầu tiên, các kỹ sư hóa học đã tinh chế nhiên liệu điện, hay còn gọi là nhiên liệu điện tử, được sản xuất bằng hydro được tạo ra từ quá trình điện phân nước và thu giữ carbon dioxide hoặc carbon monoxide. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã xử lý thành một SAF nội bộ đáp ứng các tiêu chuẩn nhiên liệu hàng không. Sau đó, các chuyên gia về nhiên liệu và chất bôi trơn của SwRI đã phân tích đặc tính của SAF nội bộ và so sánh nó với nhiên liệu phản lực truyền thống và hỗn hợp SAF có sẵn trên thị trường. Các chuyên gia về động cơ và năng lượng của SwRI đã sử dụng một bệ thử nghiệm động cơ phản lực để thu thập dữ liệu khí thải.
Thông qua một loạt các phản ứng thủy phân trong vài tuần, các kỹ sư quy trình đã tinh chế nhiên liệu điện thành SAF để đáp ứng các thông số kỹ thuật của liên bang. Họ đã thiết kế một lô nhỏ - khoảng một thùng nhiên liệu - để phân tích đặc tính và thử nghiệm nhiên liệu trước khi thương mại hóa.
"Tất cả nhiên liệu phản lực, bao gồm cả SAF, phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn ASTM, cùng với các hướng dẫn về khí thải do EPA đặt ra, nhưng việc tiến hành thử nghiệm động cơ phản lực quy mô lớn đòi hỏi hàng triệu đô la và hàng trăm nghìn gallon nhiên liệu", Hsiang Yee Hoekstra, quản lý Bộ phận Kỹ thuật Hóa học của SwRI, cho biết. "Bằng cách tạo ra, mô tả và đo lường khí thải cho SAF theo từng lô nhỏ, chúng tôi giảm chi phí phát triển, thời gian và rủi ro cho khách hàng."
"Chúng tôi rất hào hứng khi cung cấp các giải pháp đa ngành trong tất cả các giai đoạn của chu trình phát triển SAF", Phó Chủ tịch Điều hành của SwRI, Walt Downing, cho biết. "Dự án tích hợp này kết hợp các kỹ sư hóa học và cơ khí với các chuyên gia về chất lỏng và khí thải để giải quyết một số thách thức kỹ thuật."
Di Sabatino sẽ trình bày tại Đại hội Tương lai Hàng không Bền vững tại Houston, từ ngày 14 đến 16 tháng 10.
Được cung cấp bởi Viện Nghiên cứu Tây Nam
