通过大豆燃料创新使航空旅行更具可持续性

　　位于伊利诺斯州皮奥里亚的美国农业部农业研究局(ARS)的科学家们已经开发出一种从大豆油中提炼飞机生物燃料的方法。

　　大豆油中的脂肪酸可以转化为一系列通常由石油制成的工业产品，包括燃料、墨水和油漆。植物类产品的一个吸引力在于它们能回收大气中的碳。这使得植物比石油或其他化石燃料更能成为可再生资源。石油和其他化石燃料从地球中提取和使用时会向大气中排放碳。

　　然而，迄今为止开发的大豆喷气发动机燃料中芳香族化合物的含量不足，而芳香族化合物可为燃料提供理想的密度，并有助于保持喷气发动机密封部件的柔软性和正常工作。位于皮奥里亚的美国农业研究所国家农业利用研究中心(ARS)的化学家肯·多尔(Ken Doll)解释说，目前大豆喷气燃料中芳香族含量的不足意味着它与石油提炼的传统喷气燃料的混合量较少。

　　使用生物燃料的混合燃料是航空业努力减少碳足迹或温室气体总排放量，特别是二氧化碳(2018年为9.05亿吨)的方法之一。

　　一种制造大豆喷气燃料的方法是利用一种名为钌的贵金属催化反应，以化学方式改变油脂不饱和脂肪酸的结构和性质。ARS中心生物油研究部门的多尔指出，这种方法的问题是产生的芳香族化合物太少。

　　为了解决这个问题，他和美国科学研究所的同事布莱恩·莫泽(Bryan Moser)和格哈德·诺特(Gerhard Knothe)设计了一种六步催化方法，用铱取代了钌作为主要催化剂，并于去年11月获得了专利。

　　在实验室规模的测试中，将该方法应用于高油酸大豆油中，产生了含8 - 35%芳烃的航空燃料配方——这一范围与传统航空燃料兼容，超出了钌基方法所能达到的水平。

　　该团队最近在《国际可持续工程杂志(International Journal of Sustainable Engineering)》网络版上报道了这一进展，为增加生物燃料和传统喷气燃料的混合作为减排措施打开了大门。该方法也产生少量或直接不产生萘，萘是一种喷气燃料成分，在燃烧时排放烟尘。

　　研究人员目前正在寻找行业合作伙伴来扩大这一过程，并进一步评估其商业潜力。

　　他们的研究也支持了位于皮奥里亚的农业研究中心更广泛的努力，为农业商品或其废弃副产品的开发增加了新的用途，并为它们的加工创造可持续的新方法。多尔说，理想情况下，用于制造大豆喷气燃料的铱元素可以被替换或与地球富含的催化剂(如铁)结合，以降低成本。

　　“除了大豆，其他油料作物也可以使用，包括非食用来源，如田芥。我们最初使用大豆油是因为它的高质量、价格低廉以及成熟的炼油工艺。”“这也是我们过去在皮奥里亚合作过的一种商品，”多尔补充说。“但是任何含有大量油酸的油都可以。”

　　皮奥里亚小组的努力也反映了美国农业部与其他联邦机构和利益相关团体一起参与了可持续航空燃料大挑战。挑战基于政府在这方面承诺：即到2050年利用国产和其他可再生能源每年生产350亿加仑的可持续航空燃料。

　　农业研究局(ARS)是美国农业部的主要科学研究机构。农业研究局每天关注影响美国的农业问题的解决方案。据估计，在农业研究上每投入一美元，就会产生17美元的经济影响。

　　（原文来自：生物质杂志 全球生物质能源网、新能源网综合）