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木质素基喷气燃料可以与其他生物燃料混合,以完全取代芳烃

一项新的研究表明,一种实验性的植物基喷气燃料可以提高发动机的性能和效率,同时不需要芳香化合物,这种会导致污染的化合物添加到传统燃料中。

在杂志上发表的一项研究中燃料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。“我们发现它不仅增加了能量密度和含量,而且可以完全取代芳烃,这是航空业的一个真正问题。”

芳烃与烟尘排放增加以及飞机尾迹有关,据估计,航空业对气候的影响比二氧化碳更大。约书亚海恩说,他是代顿大学的科学家,也是wsu -太平洋西北国家实验室生物制品研究所的现任联合主任。“芳烃今天仍在燃料中使用,因为我们没有解决它们解决的一些问题:它们提供的航空燃料密度是其他可持续技术所不能做到的。最独特的是,它们能够膨胀用于密封金属与金属连接的o形环,而且效果很好。”

“我们希望安全、可持续地飞行,并将对人类健康的影响降到最低。”Heyne补充道。“问题是,我们如何尽可能经济地做到这一切?”

杨开发了一项专利技术,将农业废弃物中的木质素转化为生物木质素喷气燃料。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。

wsu开发的木质素基燃料的特性为提高燃油性能、提高燃油效率、减少排放和降低成本提供了巨大的机会。”作者在《燃料》中写道。“事实上,这些分子显示出与芳烃相当的密封体积膨胀,这为开发几乎不含芳烃、排放极低、高性能的喷气燃料打开了大门。”

“我们测试的木质素基燃料通过增加密度来补充其他可持续航空燃料,也许最重要的是,混合物的环膨胀潜力。”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赋予更高的能量密度和比能。”

“这个过程创造了一种更清洁、能量密度更高的燃料,”杨补充说。“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;许章阳,冯茂奇,华盛顿州立大学;约翰·科特,太平洋西北国家实验室;以及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高级研究计划局的支持,通过美国国防部,美国能源部能源效率和可再生能源办公室,国家科学基金会,美国交通部的太阳格兰特计划,国家可再生实验室,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,科学和工程实验室。

这篇论文,“木质素基喷气燃料及其与传统喷气燃料的混合效果,,于4月15日在网上发表。这篇文章将刊登在8月22日的《燃料》杂志上。

来源:https://wsu.edu/

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