Được công bố trên tạp chí Fuel Processing Technology, nghiên cứu của nhóm đã chứng minh một quá trình liên tục chuyển đổi trực tiếp polyme lignin, một trong những thành phần chính của tế bào thực vật, thành một dạng nhiên liệu phản lực có thể giúp cải thiện hiệu suất của nhiên liệu hàng không được sản xuất bền vững.

Lignin là một loại phân tử cấu trúc giúp thực vật cứng và chắc, có nguồn gốc từ thân, lõi, lá cây ngô còn sót lại sau khi thu hoạch và các sản phẩm phụ nông nghiệp khác.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình gọi là “depolymerization và hydrodeoxygenation đồng thời”, quy trình này phá vỡ polyme lignin đồng thời loại bỏ oxy để tạo ra nhiên liệu phản lực gốc lignin. Các nhà khoa học đã đưa polyme lignin hòa tan vào lò phản ứng hydrotreating liên tục để sản xuất nhiên liệu.

Tiêu thụ nhiên liệu hàng không toàn cầu đạt mức cao nhất mọi thời đại là gần 100 tỷ gallon vào năm 2019. Nhu cầu dự kiến ​​sẽ tăng trong những thập kỷ tới. Nhiên liệu hàng không bền vững có nguồn gốc từ sinh khối thực vật có thể giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon của ngành hàng không, giảm vệt khói máy bay, góp phần đạt được các mục tiêu trung hòa carbon quốc tế.

Nhiên liệu gốc lignin sạch hơn, dễ sử dụng hơn trong động cơ phản lực. Nhờ vào mật độ, hiệu quả và đặc tính phồng nở, hydrocarbon được xúc tác từ lignin có thể thay thế hiệu quả các hợp chất có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch được gọi là chất thơm. Liên quan đến vệt khói và tác động của khí hậu, chất thơm vẫn được sử dụng vì chúng làm tăng mật độ nhiên liệu, giúp làm phồng vòng chữ O trong các mối nối kim loại với kim loại.

Nghiên cứu này đánh dấu lần đầu tiên nhóm thử nghiệm thành công một quy trình liên tục, khả thi hơn cho sản xuất thương mại. Dự án cũng sử dụng một dạng lignin ít được xử lý hơn, ít tốn kém hơn có nguồn gốc từ thân cây ngô, được gọi là “lignin kỹ thuật”, trái ngược với nghiên cứu tương tự sử dụng dầu sinh học lignin chiết xuất.

Phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy lignin là nguồn cung cấp cycloalkan thơm thay thế và các hợp chất nhiên liệu hữu ích khác đầy hứa hẹn.

Với lượng khí thải thấp, nhiên liệu gốc lignin cuối cùng có thể giúp nhiên liệu hàng không bền vững có thể được sử dụng với tất cả các loại động cơ, cơ sở hạ tầng và máy bay hiện có như nhiên liệu hàng không có nguồn gốc từ hóa thạch. Chi tiết tham khảo tại:

Adarsh Kumar, David C. Bell, Zhibin Yang, Joshua Heyne, Daniel M. Santosa, Huamin Wang, Peng Zuo, Chongmin Wang, Ashutosh Mittal, Darryl P. Klein, Michael J. Manto, Xiaowen Chen, Bin Yang. A simultaneous depolymerization and hydrodeoxygenation process to produce lignin-based jet fuel in continuous flow reactor. Fuel Processing Technology, 2024; 263: 108129 DOI: 10.1016/j.fuproc.2024.108129