Группа исследователей из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL), Массачусетского технологического института (MIT) и Университета штата Вашингтон сообщила об успешном использовании лигнина в качестве основы для выпуска экологичного авиационного топлива. Об этом сообщает сайт Inceptive Mind. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Лигнин представляет собой широко распространенный возобновляемый биополимер, который традиционно недоиспользовался из-за его химической стойкости. Этот органический полимер составляет жесткие части клеточных стенок растений. Другие части растений используются в качестве биотоплива, но сам лигнин пока что мало применяется из-за трудностей его химического разложения и превращения в полезные продукты.
В настоящее время лигнин обычно сжигают для получения тепла и энергии или используют в немногих малоценных продуктах из-за сложности его преобразования. Предыдущие исследования давали лигниновые масла с высоким содержанием кислорода (в диапазоне от 27% до 34%), но для использования в качестве топлива для реактивных двигателей это количество должно быть уменьшено до менее чем полпроцента.
Теперь исследователи в США разработали процесс удаления кислорода из лигнина, чтобы полученные углеводороды можно было использовать в качестве реактивного топлива. Современное и более экологичное, так называемое «устойчивое авиационное топливо» (SAF) сейчас активно внедряется для уменьшения углеродного следа авиационной отрасли.
SAF представляет собой смесь различных молекул углеводородов, включая ароматические углеводороды и циклоалканы. Являясь крупнейшим источником возобновляемых ароматических углеводородов в природе, лигнин может максимально помочь созданию эффективного биотоплива, но серьезные проблемы с деоксигенацией не позволяли использовать его в качестве исходного сырья.
Новое исследование выявило способ, с помощью которого лигнин может быть селективно преобразован в ароматические углеводороды, подходящие по требованиям для SAF. Он описывается как непрерывный двухстадийный каталитический процесс с использованием карбида молибдена для дезоксигенации лигнина. При тестировании техпроцесса лигнин, полученный из древесины тополя, показал преобразование в ароматические углеводороды с селективностью 87,5%.
В предыдущих исследованиях были предприняты попытки уменьшить содержание кислорода другими способами, но используемые для этой цели катализаторы требуют дорогих благородных металлов и оказались низкоэффективными. Новое исследование представило намного более эффективный метод, в котором широко распространенный карбид молибдена, использованный в качестве катализатора в непрерывном процессе, обеспечил содержания кислорода на уровне около 1%.