En underutnyttjad naturresurs kan vara precis vad flygindustrin behöver för att minska koldioxidutsläppen.

Forskare vid tre institutioner – U.S. Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory (NREL), Massachusetts Institute of Technology (MIT) och Washington State University – rapporterar framgång med att använda lignin som en väg mot en drop-in 100 % hållbart flygbränsle . Lignin utgör de stela delarna av växternas cellväggar. Andra delar av växter används för biobränslen, men lignin har till stor del förbisetts på grund av svårigheterna att bryta ner det kemiskt och omvandla det till användbara produkter.

Den nyligen publicerade forskningen visade en process som forskarna utvecklade för att avlägsna syre från lignin, så att de resulterande kolvätena kunde användas som ett jetbränsleblandningsmaterial. Forskningen, "Continuous Hydrodeoxygenation of Lignin to Jet-Range Aromatic Hydrocarbons," visas i tidskriften Joule .

Gregg Beckham och Earl Christensen är de inblandade forskarna från NREL.

Tidningen pekar på behovet av att använda hållbara källor för flygbränsle eftersom flygindustrin har lovat att dramatiskt minska koldioxidutsläppen. Flygbolagen förbrukade 106 miljarder gallon flygbränsle globalt under 2019, och den siffran förväntas mer än fördubblas till 2050. För att uppnå branschens mål att uppnå nettokoldioxidneutralitet under samma period kommer det att krävas en massiv utbyggnad av hållbart flygbränsle (SAF) med höga blandningsgränser med konventionellt bränsle.

Jetbränsle är en blandad blandning av olika kolvätemolekyler, inklusive aromater och cykloalkaner. Nuvarande kommersialiserade tekniker producerar inte dessa komponenter för att kvalificera sig för en 100 % SAF. Istället kombineras SAF-blandningsmaterial med konventionella kolvätebränslen. Som den största källan till förnybara aromater i naturen kan lignin innehålla svaret för att uppnå ett komplett biobaserat flygbränsle. Detta nyligen publicerade arbete illustrerar förmågan hos en ligninväg att komplettera befintliga och andra utvecklingsvägar. Specifikt gör ligninvägen som beskrivs i detta nya arbete att SAF har bränslesystemkompatibilitet vid högre blandningsförhållanden.

På grund av dess motsträvighet bränns lignin vanligtvis för värme och kraft eller används endast i lågvärdiga applikationer. Tidigare forskning har gett ligninoljor med höga syrehalter från 27 % till 34 %, men för att kunna användas som flygbränsle måste den mängden minskas till mindre än en halv procent.

Andra processer har prövats för att minska syrehalten, men de inblandade katalysatorerna kräver dyra ädelmetaller och har visat sig vara lågavkastande. Forskare vid institutionstrion demonstrerade en effektiv metod som använde jordrik molybdenkarbid som katalysator i en kontinuerlig process och uppnådde en syrehalt på cirka 1 %. + Utforska vidare

Ligninbaserat flygbränsle ger mer kraft för mindre föroreningar