В исследовании, опубликованном в журнале Топливо Исследователи проанализировали разработанное Университетом штата Вашингтон реактивное топливо на основе лигнина, органического полимера, который делает растения жесткими и древесными.

Используя ряд тестов и прогнозов, исследователи изучили свойства топлива, критически важные для работы реактивного двигателя, включая набухание уплотнения, плотность, эффективность и выбросы. Их результаты показывают, что это экологически чистое топливо можно смешивать с другими видами биотоплива, чтобы полностью заменить топливо, получаемое из нефти.

"Когда мы протестировали наше лигниновое реактивное топливо, мы увидели некоторые интересные результаты", - сказал Бин Янг, профессор кафедры инженерии биологических систем WSU и автор-корреспондент исследования. "Мы обнаружили, что он не только обладает повышенной плотностью и содержанием энергии, но и может полностью заменить ароматические соединения, которые являются реальной проблемой для авиационной промышленности".

"Ароматические соединения связаны с увеличением выбросов сажи, а также инверсионных следов, которые, по оценкам, вносят больший вклад в воздействие авиации на климат, чем углекислый газ", - сказал Джошуа Хейн, соавтор исследования, ученый из Университета Дейтона и нынешний содиректор объединенного института биопродуктов WSU-Pacific Northwest National Laboratory. "Ароматические соединения все еще используются в топливе сегодня, потому что у нас нет решений некоторых проблем, которые они решают: они обеспечивают плотность реактивного топлива, которой нет у других устойчивых технологий. Наиболее уникальной является их способность набухать уплотнительные кольца, используемые для герметизации соединений металл-металл, и они хорошо справляются с этим ".

"Мы хотим летать безопасно, устойчиво и с наименьшим воздействием на здоровье человека", - добавил Хейне. "Вопрос в том, как нам сделать все это максимально экономично?"

Янг разработал запатентованный процесс, который превращает лигнин из сельскохозяйственных отходов в реактивное топливо на основе лигнина на биологической основе. Такое экологически чистое топливо могло бы помочь авиационной промышленности снизить зависимость от все более дорогих ископаемых видов топлива, соблюдая при этом более высокие экологические стандарты.

Свойства топлива на основе лигнина, разработанного WSU, "открывают большие возможности для повышения топливных характеристик, повышения топливной экономичности, снижения выбросов и снижения затрат", - пишут авторы в журнале Fuel. "Тот факт, что эти молекулы демонстрируют объемное набухание, сравнимое с ароматическими соединениями, открывает возможности для разработки реактивных топлив практически без ароматических соединений, с очень низким уровнем выбросов и очень высокими эксплуатационными характеристиками".

"Топливо на основе лигнина, которое мы тестировали, дополняет другие экологически чистые авиационные виды топлива за счет увеличения плотности и, возможно, что наиболее важно, способности смесей к кольцевому набуханию", - сказал Хейн. "Удовлетворяя наши материальные потребности, эти устойчивые смеси обеспечивают более высокую плотность энергии и специфическую энергетику без использования ароматических веществ".

"Этот процесс создает более чистое и энергоемкое топливо", - добавил Янг. "Это именно то, что необходимо для устойчивого авиационного топлива в будущем".

Дополнительные участники исследования включают Чжибинь Ян, Университет Дейтона; Чжаньян Сюй и Маоци Фэн, WSU; Джон Корт, Тихоокеанская северо-Западная национальная лаборатория; и Рафал Джелецяк, Природные ресурсы Канады.

Исследования Янга и его команды были поддержаны Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США через Министерство обороны, Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США, Национальный научный фонд, инициативу Sun Grant Министерства транспорта США, Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии, Объединенный центр за инновации в аэрокосмических технологиях и лабораторию биопродуктов, науки и техники WSU.