فرآیند‌های جدید می‌تواند ۱۰۰ درصد سوخت پایدار هوانوردی را فراهم کند

محققان آمریکایی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، دانشگاه ایالتی واشنگتن و آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر وزارت انرژی (NREL) موفقیت در استفاده از لیگنین به عنوان مسیری برای کاهش ۱۰۰ ٪ سوخت هوانوردی پایدار را گزارش کردند.

لیگنین قسمت سفت و سخت دیواره سلولی گیاه را تشکیل می‌دهد. سایر قسمت‌های گیاه برای سوخت‌های زیستی استفاده می‌شود، اما لیگنین به دلیل دشواری در تجزیه شیمیایی و تبدیل آن به ترکیبات مفید، به طور کلی نادیده گرفته شده است.

مطالعه اخیراً منتشر شده فرآیندی را نشان داد که محققان برای استخراج اکسیژن از لیگنین ایجاد کردند تا هیدروکربن‌های حاصل به عنوان ترکیبی برای سوخت جت مورد استفاده قرار گیرند.

کانتینر‌ها از زیست توده صنوبر (سمت چپ)، روغن لیگنین استخراج شده و سوخت پایدار هوانوردی حاصله هستند. اعتبار: آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر

این مقاله بر نیاز به استفاده از منابع سوخت جت پایدار تاکید می‌کند، زیرا صنعت خطوط هوایی متعهد شده است که انتشار کربن را به شدت کاهش دهد. در سال ۲۰۱۹، خطوط هوایی ۱۰۶ میلیارد گالن سوخت جت در سراسر جهان مصرف کردند، رقمی که پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۵۰ بیش از چهار برابر شود.

برای دستیابی به هدف صنعت مبنی بر بی‌طرفی خالص کربن در آن بازه زمانی، استقرار عمده سوخت هوانوردی پایدار (SAF) با بالا محدودیت‌های ترکیب با سوخت معمولی مورد نیاز خواهد بود.

سوخت جت مخلوطی از مولکول‌های هیدروکربنی مختلف از جمله آروماتیک‌ها و سیکلوآلکان‌ها است. فن‌آوری‌های تجاری‌سازی‌شده فعلی آن اجزا را برای واجد شرایط بودن برای SAF ۱۰۰% تولید نمی‌کنند. در عوض، ترکیبات SAF با سوخت‌های هیدروکربنی معمولی ترکیب می‌شوند. لیگنین به‌عنوان بزرگ‌ترین منبع آروماتیک‌های تجدیدپذیر در طبیعت، می‌تواند پاسخی برای دستیابی به سوخت جت مبتنی بر زیستی کامل باشد.

این کار تازه منتشر شده توانایی یک مسیر لیگنین را برای تکمیل مسیر‌های موجود و سایر مسیر‌های در حال توسعه نشان می‌دهد. به طور خاص، مسیر لیگنین که در این کار جدید توضیح داده شده است به SAF اجازه می‌دهد تا سازگاری سیستم سوخت را در نسبت‌های ترکیبی بالاتر داشته باشد.

به دلیل مقاومت ناپذیری، لیگنین معمولاً برای گرما و برق سوزانده می‌شود یا فقط در کاربرد‌های کم ارزش استفاده می‌شود. تحقیقات قبلی روغن‌های لیگنین را با محتوای اکسیژن بالا از ۲۷ تا ۳۴ درصد به دست آوردند، اما برای استفاده به عنوان سوخت جت، این مقدار باید به کمتر از نیم درصد کاهش یابد.

فرآیند‌های دیگری برای کاهش محتوای اکسیژن انجام شده است، اما کاتالیزور‌های درگیر به فلزات نجیب گران قیمت نیاز دارند و ثابت شده است که بازده پایینی دارند.

محققان در این سه مؤسسه روشی کارآمد را نشان دادند که از کاربید مولیبدن فراوان در زمین به عنوان کاتالیزور در یک فرآیند پیوسته استفاده می‌کرد و به محتوای اکسیژن حدود ۱ درصد دست یافت.