基于木质素的喷气燃料为更少的污染提供更多动力

一项新的研究表明，一种实验性的植物性喷气燃料可以提高发动机的性能和效率，同时消除芳烃，这是添加到传统燃料中的造成污染的化合物。

在《燃料》杂志上发表的一项研究中，研究人员分析了华盛顿州立大学开发的一种基于木质素的喷气燃料，木质素是一种使植物坚韧和木质的有机聚合物。

通过一系列测试和预测，研究人员检查了对喷气发动机运行至关重要的燃料特性，包括密封膨胀、密度、效率和排放。他们的研究结果表明，这种可持续燃料可以与其他生物燃料混合，以完全取代石油衍生燃料。

“当我们测试我们的木质素喷气燃料时，我们看到了一些有趣的结果，”华盛顿州立大学生物系统工程系教授、该研究的通讯作者杨斌说。“我们发现它不仅提高了能量密度和含量，而且可以完全替代芳烃，这对航空业来说是一个真正的问题。”

“芳烃与增加的烟灰排放以及尾迹有关，据估计，它们对航空气候影响的贡献比二氧化碳更大，”代顿大学科学家、现任联合主任 Joshua Heyne 说。 WSU-太平洋西北国家实验室联合生物制品研究所。“今天，芳烃仍在燃料中使用，因为我们无法解决它们所解决的一些问题：它们提供的喷气燃料密度是其他可持续技术所没有的。最独特的是它们能够膨胀用于密封的 O 形圈金属对金属的接头，他们做得很好。”

“我们希望安全、可持续地飞行，并且对人类健康的影响最小，”Heyne 补充道。“问题是，我们如何尽可能经济地完成这一切?”

杨开发了一种专利工艺，可将农业废弃物中的木质素转化为生物基木质素喷气燃料。这种可持续燃料可以帮助航空业减少对日益昂贵的化石燃料的依赖，同时满足更高的环境标准。

作者在《燃料》中写道，WSU 开发的基于木质素的燃料的特性“为提高燃料性能、提高燃料效率、减少排放和降低成本提供了巨大的机会”。“这些分子显示出的密封剂体积膨胀可与芳烃相媲美，这一事实为开发几乎不含芳烃、排放量极低和高性能特性的喷气燃料打开了大门。”

“我们测试的基于木质素的燃料通过增加密度，也许最重要的是，增加混合物的环膨胀潜力，补充了其他可持续航空燃料，”Heyne 说。“在满足我们的材料需求的同时，这些可持续的混合物在不使用芳烃的情况下提供更高的能量密度和特定能量。”

“这个过程创造了一种更清洁、能量密度更高的燃料，”杨补充道。“这正是未来可持续航空燃料所需要的。”

该研究的其他贡献者包括代顿大学的杨志斌;华盛顿州立大学徐章阳和冯茂琪;John Cort，太平洋西北国家实验室;和加拿大自然资源部的 Rafal Gieleciak。

杨和他的团队的研究得到了美国国防部、美国能源部能源效率和可再生能源办公室、美国国家科学基金会、美国交通部太阳资助计划、美国国防部高级研究计划署的支持。国家可再生能源实验室、航空航天技术创新联合中心和华盛顿州立大学的生物产品、科学与工程实验室。