大豆燃料创新使航空旅行更加可持续

拥有农业研究处(ARS)在伊利诺伊州皮奥里亚。他们已经开发出一种用大豆油生产更好的飞机生物燃料的方法。

大豆油中的脂肪酸可以转化为一系列通常由石油制成的工业产品，包括燃料、墨水和油漆。植物性产品的一个吸引力在于它们回收了大气中的碳。这使得植物成为比石油和其他化石燃料更可再生的资源，石油和其他化石燃料在从地球上提取和使用的过程中向大气中添加了碳。

然而，迄今为止开发的大豆喷气燃料含有的“芳香族”化合物数量不足，而“芳香族”化合物能给燃料提供理想的密度，并有助于保持喷气发动机密封柔软和正常工作。

位于皮奥里亚的ARS国家农业利用研究中心的研究化学家肯·多尔解释说，目前大豆航空燃料中芳香族含量的不足意味着能与从石油中提取的传统航空燃料混合的芳香族含量较少。

混合使用生物燃料是航空工业致力于减少其“碳足迹”的方法之一，即温室气体排放总量，特别是二氧化碳(每年达9.05亿吨)2018）.

制造大豆航空燃料的一种方法依赖于使用一种叫做钌的贵金属来催化反应，从而在化学上改变油中不饱和脂肪酸的结构和性质。多尔指出，这种方法的问题是它产生的芳香化合物太少生物油研究小组．

为了解决这个问题，他和ARS的科学家布莱恩·莫泽(Bryan Moser)和格哈德·诺特(Gerhard Knothe)用铱取代了钌作为主要催化剂，他们设计了一个六步程序，并于11月获得了专利。

在实验室规模的实验中，使用这种方法对高油酸大豆油生产的航空燃料配方中含有8%到35%的芳香烃，这一范围与传统的航空燃料兼容，超过了基于钌的方法所能达到的水平。

研究小组最近在《。》杂志的网络版上报道了这一进展《国际可持续工程杂志》为增加生物和传统喷气燃料的混合作为一种减排措施打开了大门。这种方法也产生很少或根本不产生萘，萘是一种喷气燃料的组成部分，燃烧时会产生烟尘。

研究人员现在正在寻找一个行业合作伙伴来扩大这一过程，并进一步评估其商业潜力。

他们的研究也支持了位于皮奥里亚的农业研究中心的一项更广泛的努力，即为农产品或其废物副产品开发新的增值用途，以及创建可持续的新方法来处理它们。多尔说，例如，理想情况下，用于制造大豆航空燃料的铱可以被取代，或与地球上丰富的催化剂(如铁)结合，以降低成本。

除了大豆之外，其他油籽作物也可以使用，包括非食用的来源，如田芥。“我们最初使用大豆油是因为它的高质量、可负担性和现有的精炼过程。这也是我们在皮奥里亚一直合作的一种商品。”多尔补充说。“但任何油酸含量高的油都可以。”

皮奥里亚团队的努力也反映了美国农业部参与可持续航空燃料大挑战与其他联邦机构和利益相关团体一起。目前面临的挑战是，政府要做出多方面的承诺，到2050年，利用“国产”和其他可再生能源，每年生产350亿加仑的可持续航空燃料。