Cientistas na China desenvolveram um processo para converter resíduos vegetais da agricultura e da colheita de madeira em combustível de aviação de alta densidade. Sua pesquisa, publicado em 21 de março na revista Joule , pode ajudar a reduzir as emissões de CO2 de aviões e foguetes.

Celulose, o principal componente do biocombustível, é um barato, renovável, e polímero altamente abundante que forma as paredes celulares das plantas. Enquanto alcanos de cadeia (como octano ramificado, dodecano, e hexadecano) foram anteriormente derivados de celulose para uso em combustível de aviação, os pesquisadores acreditam que este é o primeiro estudo a produzir compostos policicloalcanos mais complexos que podem ser usados ​​como combustível de aviação de alta densidade.

Ning Li, um cientista pesquisador do Instituto de Física Química de Dalian e um autor do estudo, acredita que este novo biocombustível pode ser fundamental para ajudar a aviação a "se tornar verde".

“Nosso biocombustível é importante para mitigar as emissões de CO2 porque é derivado da biomassa e tem maior densidade (ou valores de calor volumétrico) em comparação com os combustíveis de aviação convencionais, "diz Li." Como sabemos, a utilização de combustível de aviação de alta densidade pode aumentar significativamente o alcance e a carga útil da aeronave sem alterar o volume de óleo no tanque. "

Para produzir este biocombustível, Li e sua equipe descobriram que a celulose pode ser seletivamente convertida em 2, 5-hexanodiona usando a hidrogenólise por reação química. Eles então desenvolveram um método para separar o composto 2, 5-hexanodiona convertendo o 5-metilfurfural em produto de hidrogenólise em 2, 5-hexanodiona, enquanto mantém 2, 5-hexanodiona no produto inalterado. Isso resultou em um rendimento de carbono isolado de 71% - um aumento de 5% do rendimento do produto em seu trabalho inicial. Finalmente, eles reagiram hidrogênio com o 2, 5-hexanediona de celulose de wheatgrass para obter o produto final:uma mistura de policicloalcanos C12 e C18 com um ponto de congelamento baixo e uma densidade cerca de 10% mais alta do que os combustíveis convencionais para aviação. Grande parte da magia do biocombustível está nessa alta densidade - ele pode ser usado como combustível substituto no atacado ou como aditivo para melhorar a eficiência de outros combustíveis para aviação.

"As aeronaves que usam esse combustível podem voar mais longe e transportar mais do que aquelas que usam combustível de jato convencional, que pode diminuir o número de voos e diminuir as emissões de CO2 durante a decolagem (ou lançamento) e pouso, "diz Li.

Embora os pesquisadores tenham produzido o biocombustível em escala de laboratório neste estudo, Li e sua equipe acreditam que o processo é 'barato, abundante matéria-prima de celulose, menos etapas de produção, e menor custo e consumo de energia significam que em breve estará pronto para uso comercial. Eles também preveem que produzirá lucros maiores do que a produção de combustível de aviação convencional porque requer custos mais baixos para produzir um combustível de densidade mais alta. O maior problema que impede o processo é o uso de diclorometano para quebrar a celulose em 2, 5-hexanodiona; o composto é tradicionalmente usado como solvente em removedores de tinta e é considerado um perigo para o meio ambiente e a saúde.

"No futuro, continuaremos explorando o solvente orgânico ecologicamente correto e renovável que pode substituir o diclorometano usado na hidrogenólise da celulose para 2, 5-hexanodiona, "diz Li." Ao mesmo tempo, vamos estudar a aplicação de 2, 5-hexanediona na síntese de outros combustíveis e produtos químicos de valor agregado. "