Пищевые отходы могут привести в действие будущие самолеты
Мусор одного человека — это мусор другого человека… реактивное топливо? Как бы странно это ни звучало, исследователи из Университета Иллинойса в Урбане–Шампейне считают, что они разработали процесс, позволяющий воплотить этот маловероятный сценарий в реальность – по крайней мере, в небольших масштабах. В статье, опубликованной на этой неделе в Nature Communications, инженеры-агрономы описали стратегию сбора избыточных пищевых отходов, переработки их в биотопливо, а затем «модернизации» этого топлива в реактивное, которое может использоваться непосредственно в самолете без необходимости дополнительных изменений. к инфраструктуре воздушного судна. Они сравнили свое топливо, полученное из пищевых отходов, с промышленными стандартами и обнаружили, что оно соответствует всем необходимым стандартам для обычного реактивного топлива.
Хотя эти результаты по-прежнему являются скорее подтверждением концепции, они открывают захватывающую возможность использования пищевых отходов (в которых, безусловно, нет недостатка), чтобы помочь авиационной промышленности приблизиться к своей амбициозной цели — достижению чистой прибыли. - нулевые выбросы углекислого газа в течение следующих трех десятилетий. »В линейной экономике мы просто производим что-то, используем это и выбрасываем. В этом проекте мы берем отходы и восстанавливаем энергию и материалы, чтобы создать полезный продукт. Это заполняет недостающее звено в циклической парадигме”, — говорится в заявлении профессора Иллинойского университета в Урбане-Шампейне и автора-корреспондента Юаньхуэя Чжана.
Самолеты отстают от автомобилей по сокращению выбросов
По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), на долю транспорта приходится примерно 29 процентов всех выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах в 2012 году. только в 2022 году. Из них около семи процентов приходится на коммерческие самолеты. Современные автомобили в последние годы сократили выбросы вредных веществ, отчасти благодаря переходу на использование электрических аккумуляторов. И хотя самолеты с батарейным питанием теоретически могут выполнять некоторые короткие полеты, они просто не обеспечивают достаточной энергией пассажирский реактивный самолет, совершающий перелет через всю страну (реактивное топливо содержит примерно в 50 раз больше энергии на килограмм, чем обычные литий-ионные аккумуляторы. В результате реактивные самолеты отстают от автомобилей в снижении выбросов.
Но как насчет так называемого экологически чистого авиационного топлива на основе биомассы (SAF)? По некоторым оценкам, SAF, который в основном относится к топливу, получаемому из органических материалов, может сократить выбросы при полетах на 80 процентов по сравнению с обычным реактивным топливом. В то время как этанол и другие производные на основе биомассы были доступны для автомобилей на протяжении десятилетий, они оставались недоступными для самолетов, поскольку их химический состав не соответствует гораздо более строгим требованиям, предъявляемым к реактивному топливу.
ВСТРОЕННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Сабрина Саммерс из Университета Иллинойса демонстрирует процесс гидроочистки биодобавочное масло из пищевых отходов. Изображение: Университет Иллинойса в Урбане–Шампейне.
Переработка биомассы в авиационное топливо
При соблюдении этих требований образуются пищевые отходы. В этом новом эксперименте команда начала со сбора пищевых отходов с близлежащих предприятий пищевой промышленности. Затем они использовали химический процесс, называемый гидротермальным сжижением (HTL), который, по сути, имитирует то, как Земля естественным образом создает сырую нефть из органического вещества в течение миллионов лет, за исключением того, что не требуется никакого ожидания. HTL действует как продвинутая “скороварка”, ускоряющая развитие событий в природе.
После того, как из пищевых отходов было извлечено большое количество сырой нефти, исследователи приступили к переработке ее в авиационное топливо с помощью двухэтапного процесса. Первый этап включал удаление соли, золы, влаги и других примесей. После этого они использовали процесс очистки, называемый каталитической гидроочисткой, для удаления других нежелательных элементов, таких как азот, сера и кислород. Остались только углеводороды, необходимые для производства реактивного топлива. Они протестировали различные катализаторы и обнаружили, что кобальт–молибден является наиболее эффективным и коммерчески доступным металлическим катализатором для запуска химических реакций, необходимых для переработки масла в авиационное топливо. Команда взяла авиационное топливо, полученное из пищевых отходов, и протестировала его в соответствии с действующими стандартами на топливо, установленными Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) и Федеральным управлением гражданской авиации. Он прошел отборочные испытания и соответствовал отраслевым требованиям без необходимости введения каких-либо специальных добавок. Это означает, что теоретически это топливо могло бы использоваться в коммерческих самолетах.
По теме: [Ответы на все ваши животрепещущие вопросы об экологичном авиационном топливе]
полученные результаты являются первым шагом к тому, чтобы показать, что получение авиационного топлива из пищевых отходов, по крайней мере, возможно. Однако на самом деле производить его в количестве, достаточном для снабжения целого пассажирского самолета, — это совсем другое дело. Масштабирование на этом уровне требует времени, ресурсов и глубоких знаний за пределами академических кругов. «Наши исследования помогают решать научные и инженерные проблемы, и тогда промышленность может вмешаться», — сказал Чжан. &сообщение Пищевые отходы могут привести в действие самолеты будущего появились сначала на Popular Science.
Другие статьи: