OFweek氫能網(wǎng)訊：中國科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種將農(nóng)業(yè)和木材采伐過程中的植物廢料，通過氫解作用，轉(zhuǎn)化為高密度航空燃料的方法。通過調(diào)整反應(yīng)條件，還可以選擇性生產(chǎn)甲基環(huán)戊烷，作為高辛烷值汽油添加劑。

研究人員表示，他們的新工藝具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括使用更便宜的原料，溫和的反應(yīng)條件，更少的步驟，更高的密度和更低的最終產(chǎn)品凝固點(diǎn)。 相關(guān)成果已發(fā)表在Joule期刊上。

雖然鏈烷烴（如支鏈辛烷值、十二烷值和十六烷值）之前已經(jīng)從用于航空燃料的纖維素中提取出來，但研究人員認(rèn)為，這是首次研究出更復(fù)雜的聚環(huán)烷烴化合物，可以用作高密度航空燃料。

大連化學(xué)物理研究所研究員、該研究的作者之一李寧認(rèn)為，這種新型生物燃料可能有助于航空“走向綠色”。“我們的生物燃料對(duì)于減少二氧化碳排放很重要，因?yàn)樗鼇碜陨�物質(zhì)，與傳統(tǒng)航空燃料相比，它具有更高的密度（或體積熱值）。我們知道，使用高密度航空燃料可以在不改變油箱油量的情況下，顯著增加飛機(jī)的航程和有效載荷。”李寧表示。

李寧和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)纖維素可以選擇性地使用氫解作用轉(zhuǎn)化為2,5－h(huán)exanedione。然后他們開發(fā)了一種分離化合物2,5－己二酮的方法，將氫化反應(yīng)產(chǎn)物中的5－甲基糠醛轉(zhuǎn)化為2,5－己二酮，同時(shí)保持產(chǎn)物中的2,5－己二酮不變。

這導(dǎo)致了71％的分離碳產(chǎn)量——比他們最初工作時(shí)的產(chǎn)品產(chǎn)量增加了5％。最后，他們將氫與麥草纖維素中的2,5－己二酮反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物：C12和C18聚環(huán)烷烴的混合物，凝固點(diǎn)較低，密度比傳統(tǒng)噴氣燃料高10％左右。

盡管在這項(xiàng)研究中，研究人員在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模生產(chǎn)了這種生物燃料，而生產(chǎn)過程中“廉價(jià)、豐富的纖維素原料、更少的生產(chǎn)步驟、更低的能源成本和消耗，意味著它將很快投入商業(yè)使用。”李寧預(yù)測。由于試用更低的成本就能生產(chǎn)出更高密度燃料，該技術(shù)將帶來比傳統(tǒng)航空燃料生產(chǎn)更高的利潤。

當(dāng)然，困難也是存在的。阻礙這一過程的最大問題是使用二氯甲烷將纖維素分解成2,5－己二酮，而該化合物通常被用作油漆去除劑的溶劑，被視為對(duì)環(huán)境和健康存在危害。

李寧稱：“我們將繼續(xù)探索一種環(huán)保型、可再生的有機(jī)溶劑，以取代二氯甲烷在纖維素氫化分解為2,5－己二酮過程中所使用的溶劑。同時(shí)，我們將研究2,5－己二酮在其他燃料和增值化學(xué)品合成中的應(yīng)用。”

當(dāng)前，國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院DNL合作基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家基礎(chǔ)研究與發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目、中國博士后科研基金、iChEM博士后科研基金資助。