工程师发现利用辐射将有机废物转化为可再生生物燃料添加剂的方法

兰开斯特大学的工程师领导的研究发现了一种利用核废料产生的辐射来生产可再生生物燃料添加剂的方法。

未来几年，可再生汽油的比例将增加到 20%，这意味着发现这些添加剂的新生产途径可能有助于减少二氧化碳排放和应对气候变化。

在科学杂志通讯化学发表的题为“从废弃有机物中核驱动生产可再生燃料添加剂”的研究论文中，工程师们提出了一种利用生化和核工业产生的一种添加剂——溶胶醇的方法——称为核生物精炼厂。

兰开斯特大学博士研究员阿兰·普兰特说：“这项研究提出了一项新的进展，即利用未来可能从核废料中提取的辐射，从生物柴油废料中生产可再生的生物燃料添加剂，然后可用于现代石油燃料混合物。到 2030 年，石油衍生燃料的可再生比例将从 5% 增加到 20%，以这种方式采购的燃料添加剂可以帮助实现净零碳排放目标。”

兰开斯特大学核工程教授马尔科姆乔伊斯说：“与核能联合发电是当前研究的一个重要领域，例如，在发电的同时使用热能。我们着手确定辐射是否也可能带来类似的可能性，并发现它可以：在这种情况下产生一种低碳燃料添加剂。”

Vesna Najdanovic 博士是阿斯顿大学生物燃料专家，曾在兰开斯特大学工作，他说：“我对我们的工作感到非常兴奋，因为它揭示了一种利用乏核能处理生物柴油工业废物的新方法。这项绿色技术将为使用废物作为资源生产有价值的化学品和生物燃料的途径。”

来自核能或生物燃料的可靠低碳能源是许多减少碳排放战略的组成部分，但是核电站的前期成本很高，而且生物柴油的制造会产生很少有二次利用的废甘油。

结合使用电离辐射从废甘油中制造原材料的技术可以使核能的使用多样化，并且还可以对生物柴油废物进行有价值的利用。

研究人员发现，可以利用乏核燃料的剩余能量来生产短寿命的辐射诱导催化剂。该催化剂促进产生缩酮和丙酮醇的反应。该工艺不需要昂贵且耗能的步骤，例如 pH 值变化、高温、高压或额外的催化试剂，一旦完全设置，持续的辐射处理成本可忽略不计。

Solketal 是一种新兴的燃料添加剂，可提高燃料的辛烷值并减少胶质的形成，从而防止不规则的燃料燃烧(爆震)和发动机效率损失，同时降低颗粒物排放。同时，丙酮醇可用于生产其他有用的化学品，如丙二醇和呋喃衍生物，或用作纺织品制造的染色剂。

考虑到这一过程对欧洲现有核设施(即乏燃料池或现代压水反应堆)的可扩展性，研究人员假设核联合生产每年可产生104吨索缩酮。这相当于每年大量可用的混合燃料。

预计到 2030 年，商业石油混合物的可再生比例将增加 5% 至 20% v/v，最近宣布将采用 E10 汽油作为英国的标准等级。在这种情况下，核驱动的生物质衍生的溶剂可以有助于实现净零排放目标，结合低碳热电联产和联产。

该研究由兰开斯特研究人员 Arran Plant 和 Malcolm Joyce 教授以及阿斯顿大学的 Vesna Najdanovic 博士与斯洛文尼亚 Jožef Stefan 研究所 - 反应堆物理系的专家合作进行。它得到了兰开斯特大学、工程和物理科学研究委员会和皇家学会的支持。