Argonne正在通过将科学和工业结合在一起来推进可持续航空燃料的研究和开发，帮助航空工业描绘一个更环保的未来。
在过去的10年里，美国能源部阿贡国家实验室的科学家们开发了新的方法来研究和模拟发动机内燃料的性能。现在，阿贡正在努力使用可持续航空燃料(SAFs)来脱碳航空。最近，阿贡举办了一场研讨会，邀请了100位美国航空业的领军人物，以及阿贡的科学家和学术伙伴，共同探讨实现商业航空绿色未来的共同目标。
车间,“可持续航空燃料最终用途的研究机会，”是在2月15日吗th和16th．包括通用电气、普惠、罗尔斯•罗伊斯、霍尼韦尔和威廉姆斯国际在内的许多美国最大的商用飞机发动机制造商的代表参加了研讨会。通过听取行业领袖和SAF制造商的意见，研讨会的参与者集中于确定在航空脱碳方面需要解决的研究差距。
“最终，我们需要实现100%的可持续燃料混合，这样我们才能完全实现航空脱碳。”- - - - - -;布兰登·斯福佐，阿贡的高级研究工程师
“我们的目标是帮助减少航空部门的碳足迹，”阿贡研究工程师布兰登·斯福佐说。“提高这些可持续航空燃料的使用率对人类和地球都有好处。”
飞机消耗大量的燃料。尽管自20世纪70年代以来，飞机发动机的效率提高了一倍多，但飞机仍占美国交通运输相关二氧化碳排放量的11%。由低碳来源制造的SAFs可以大幅减少航空的碳足迹，并减少对化石燃料的依赖。
去年秋天，白宫发起了“可持续航空燃料大挑战”(Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge)，鼓励政府机构共同努力推动SAFs的生产。该计划的主要目标是:1)到2050年生产足够的SAFs，以满足100%的航空燃料需求;2)根据阿贡的温室气体、管制排放和技术能源使用模型(GREET)，从整个生命周期的角度计算，将航空领域的温室气体排放减少至少一半。GREET已被DOE、FAA和国际民用航空组织(ICAO)等多个机构用于量化各种SAF路径的生命周期温室气体排放。
在应对这一挑战方面，阿贡处于一个独特的位置，通过对SAFs以及这些新的低碳燃料如何在喷气发动机中实际工作进行关键研究。阿贡公司开创了研究和模拟汽车和飞机发动机内部燃料性能的新方法，现在他们将其应用于SAFs。阿贡还使用专门的设施和资源来推进SAF使用的科学。这包括阿贡访问阿贡领导计算设施和先进光子源(APS)，都是能源部科学办公室的用户设施。
＂能源部和美国农业部已经在大力推动如何制造、生产和扩大这些可持续航空燃料的生产。”道格朗曼说。朗曼是阿贡公司发动机研究部门的经理，他在卡车和汽车生物燃料方面已有数十年的研究经验，同时也在使SAFs在喷气发动机上良好工作的基础研究上取得了进展。“通过减少这些新燃料的燃烧不确定性，可以在这个领域做出有意义和有影响力的贡献，”他说。
目前，SAFs最多只能包含50%的可持续成分，其余由石油基航空燃料组成。Sforzo说:“最终，我们需要达到100%的可持续燃料混合，这样我们才能完全降低航空的碳含量。”
与航空燃料相比，SAFs在飞机发动机中的表现会有一些不同，这就是研究机会的探索。例如，有可能利用SAFs的独特特性来设计下一代飞机发动机。
阿贡先进推进与动力中心主任Sibendu Som说，在研讨会上确定的三个主要研究机会涉及SAFs重要物理过程和化学的建模和仿真工具。“我们需要解决的第一个问题是，现有的计算工具和基于物理的模型需要改进，以便与SAF燃料一起工作。”他说。Argonne用这些来模拟空气和燃料如何在发动机内部流动和混合。这些先进的建模工作可以大大提高研究和开发的速度。
科学家们还想更好地了解飞机引擎内的SAF燃料发生了什么。在这里，APS可以通过使用先进的x射线技术来观察燃料是如何从注入器中出来的，从而提供新的见解。另一个主要的差距是更好地理解这些新燃料的燃烧化学性质，以及它与尾迹形成的关系。阿贡的科学家们也在努力解决这个问题，通过与其他国家实验室合作开发化学动力学数据，以帮助改善化学模型。
随着阿贡与行业合作伙伴合作实现航空脱碳，商业航空也在采取自己的措施提高对其排放的认识。索姆说:“现在，当你访问谷歌航班查询航班选项时，它会告诉你该航班的碳足迹。”这些努力，加上SAFs使用的增加，可以大大减少航空业对化石燃料的使用。
该研讨会由美国能源部能源效率和可再生能源汽车技术办公室资助。
能源效率和可再生能源办公室(EERE)的任务是加快技术和解决方案的研究、开发、示范和部署，以在不迟于2050年之前实现美国经济范围内温室气体净零排放的公平转型，并确保清洁能源经济惠及所有美国人，为美国人民创造高薪就业机会。特别是那些受到能源转型影响的工人和社区，以及那些在历史上受到能源系统不足和污染负担过重的人。
阿贡国家实验室致力于解决国家在科学和技术方面的紧迫问题。作为国家的第一个国家实验室，阿贡在几乎所有的科学学科中进行前沿的基础和应用科学研究。阿贡的研究人员与数百家公司、大学、联邦、州和市政机构的研究人员密切合作，帮助他们解决具体问题，提高美国的科学领导地位，并为国家更美好的未来做好准备。Argonne的员工来自60多个国家，由芝加哥大学Argonne有限责任公司管理，为美国能源部科学办公室服务。
美国能源部科学办公室是美国自然科学基础研究的最大单一支持者，并正在努力应对我们这个时代的一些最紧迫的挑战。
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