来自威斯康星大学麦迪逊分校的一项新研究显示,被视为农业废料的植物副产品可以通过催化转化成功制备为适用于汽车或喷气飞机的生物燃料。该过程中产生的二氧化碳以高纯度加压形式存在,非常适合地下封存或其它碳捕获与封存技术。相关成果以题为“Integrated Catalytic Conversion of Gamma-Valerolactone to Liquid Alkenes for Transportation Fuels”的论文发表在《科学》杂志上。
所谓的“纤维质生物燃料”是指来自木材、草类或植物不可食用部分的燃料,它们是重要的替代能源。由于这些原料来源于废弃的植物部分,无需额外种植,因此不会占用耕地(例如,用玉米等作物提炼乙醇会导致与人类争夺粮食),且来源广泛、环保可持续。
据威斯康星大学的Jesse Bond及其同事介绍,γ-戊内酯是一种来源于纤维质碳水化合物的化合物,可以低成本、商业化规模生产。研究人员发现,在高压环境下,二氧化碳可通过催化过程高效地从γ-戊内酯上脱除,剩余部分为丁烯混合物。在第二阶段的反应器中,这些丁烯分子可聚合形成分子量较大的碳氢化合物,类似于汽车和喷气飞机燃料中的成分。
这种工艺与其他生物燃料生产过程一样会产生二氧化碳,但在Bond等人的方法中,二氧化碳以相对纯净且加压的气流形式存在。这种形式的二氧化碳比燃煤产生的混合氮气的二氧化碳更容易被封存于地下储库中,因为后者占据更多空间。因此,这类生物燃料更加环保,且不与人类争夺粮食资源。