Влажные отходы, включая пищевые и биомассу, являются перспективными кандидатами для производства устойчивого авиационного топлива (SAF) благодаря содержанию в них триглицеридов. Их можно преобразовать в биокруде с помощью гидротермального сжижения (HTL).
Предшественники SAF должны соответствовать критериям, установленным для традиционных видов топлива (например, Jet A), включая полное удаление кислорода для предотвращения коррозии реактивных двигателей и более высокую теплотворную способность (HHV), близкую к Jet A. В настоящее время ни один из биокруде, полученных с помощью HTL, не соответствует этим критериям.
Новое исследование, проведённое совместно с учёными из Центра передовых исследований в области биоэнергетики и биопродуктов (CABBI), изучило использование нанокатализаторов на основе карбида молибдена, поддерживаемого цеолитом (Mo₂C), для улучшения биокруде, полученной из влажных отходов, до предшественников SAF, которые впервые соответствуют всем основным критериям.
Статья опубликована в журнале Science Advances.
Нанокатализаторы Mo₂C были созданы в газовой фазе и диспергированы на цеолите. Их проверили на способность удалять кислород из биокруде, а затем использовали для улучшения биокруде, полученной из влажных отходов, до SAF с помощью HTL.
Улучшенные биокруде были протестированы в соответствии со спецификациями Федерального управления гражданской авиации. Данные показали полное удаление кислорода из биокруде и высокую теплотворную способность 46,5 МДж/кг, сравнимую с Jet A.
Предварительные тесты показали, что среднее число атомов углерода в дистиллированной фракции SAF, полученной из улучшенного биокруде, составило 10,6, что близко к 11,4 для среднего традиционного реактивного топлива. Оно соответствовало всем ключевым стандартам предварительной проверки SAF, включая поверхностное натяжение, плотность, вязкость, температуру вспышки и температуру замерзания.
Нанокатализаторы на основе карбида металла можно было многократно использовать в испытаниях по улучшению, и они сохраняли свою дезоксигенационную активность.
Эта работа впервые демонстрирует возможность каталитического улучшения биокруде, полученной из влажных отходов, до предшественников SAF с использованием нанокатализатора на основе карбида молибдена, поддерживаемого цеолитом.
Предоставлено Университетом Иллинойса в Урбане-Шампейне.