Il carburante per jet a base di lignina potrebbe estromettere gli aromatici / Lignin-based jet fuel could oust aromatics

Il carburante per jet a base di lignina potrebbe estromettere gli aromatici / Lignin-based jet fuel could oust aromatics

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Uno scienziato del Pacific Northwest National Laboratory aiuta a sviluppare una componente di carburante sostenibile come parte della ricerca sui carburanti per jet a base biologica / A Pacific Northwest National Laboratory scientist helps develop a sustainable fuel component as part of research into bio-based jet fuels - (Credit: PNNL)

Secondo una nuova ricerca, le prestazioni e l'efficienza dei motori aeronautici potrebbero essere migliorate con un carburante sperimentale a base vegetale che elimina gli aromatici.

In uno studio pubblicato su Fuel, i ricercatori hanno analizzato un carburante per jet sviluppato dalla Washington State University a base di lignina, il polimero organico che rende le piante dure e legnose. 

Utilizzando una serie di test e previsioni, i ricercatori hanno esaminato le proprietà del carburante fondamentali per il funzionamento del motore a reazione, tra cui il rigonfiamento della tenuta, la densità, l'efficienza e le emissioni. I loro risultati suggeriscono che questo carburante sostenibile potrebbe essere miscelato con altri biocarburanti per sostituire completamente i combustibili derivati ​​dal petrolio.

"Quando abbiamo testato il nostro carburante per jet a lignina, abbiamo visto alcuni risultati interessanti", ha affermato Bin Yang, professore presso il Dipartimento di ingegneria dei sistemi biologici della WSU ed autore corrispondente dello studio. "Abbiamo scoperto che non solo aveva una maggiore densità e contenuto di energia, ma poteva anche sostituire totalmente gli aromatici, che sono un vero problema per l'industria aeronautica".

"Gli aromatici sono associati ad un aumento delle emissioni di fuliggine, così come le scie di condensazione, che si stima contribuiscano all'impatto climatico dell'aviazione più dell'anidride carbonica", ha affermato Joshua Heyne, coautore, scienziato dell'Università di Dayton e attuale co-direttore del Istituto congiunto WSU-Pacific Northwest National Laboratory Bioproducts Institute. “Gli aromatici sono ancora usati nei combustibili oggi perché non abbiamo soluzioni ad alcuni dei problemi che risolvono: forniscono carburante per aerei con una densità che altre tecnologie sostenibili non hanno. La cosa più singolare è la loro capacità di gonfiare gli O-ring usati per sigillare i giunti metallo-metallo, e lo fanno bene".

Heyne ha continuato: “Vogliamo volare in modo sicuro, sostenibile e con il minor impatto sulla salute umana. La domanda è: come possiamo fare tutto questo nel modo più economico possibile? 

Yang ha sviluppato un processo brevettato che trasforma la lignina dai rifiuti agricoli in carburante per jet a base biologica di lignina, un progresso che potrebbe aiutare l'industria aeronautica a ridurre la dipendenza da combustibili fossili sempre più costosi rispettando standard ambientali più elevati. 

Si dice che le proprietà del carburante a base di lignina sviluppate dalla WSU offrano opportunità per aumentare le prestazioni del carburante, una maggiore efficienza del carburante, emissioni ridotte e costi inferiori. "Il fatto che queste molecole mostrino un rigonfiamento del volume del sigillante paragonabile agli aromatici apre le porte allo sviluppo di carburanti per jet praticamente privi di aromatici, emissioni molto basse e caratteristiche ad altissime prestazioni", hanno scritto gli autori in Fuel.

"Il carburante a base di lignina che abbiamo testato integra altri carburanti sostenibili per l'aviazione aumentando la densità e, forse la cosa più importante, il potenziale di rigonfiamento delle miscele", ha affermato Heyne. "Mentre soddisfano le nostre esigenze materiali, queste miscele sostenibili conferiscono densità energetiche ed energie specifiche più elevate senza l'uso di aromatici".

ENGLISH

Aircraft engine performance and efficiency could be improved with an experimental plant-based jet fuel that dispenses with aromatics, according to new research.

In a study published in Fuel, researchers analysed a Washington State University-developed jet fuel based on lignin, the organic polymer that makes plants tough and woody. 

Using a series of tests and predictions, the researchers examined fuel properties critical to jet engine operation, including seal swell, density, efficiency, and emissions. Their results suggest that this sustainable fuel could be mixed with other biofuels to fully replace petroleum-derived fuels.

“When we tested our lignin jet fuel, we saw some interesting results,” said Bin Yang, professor with WSU’s Department of Biological Systems Engineering and corresponding author on the study. “We found that it not only had increased energy density and content but also could totally replace aromatics, which are a real problem for the aviation industry.”

“Aromatics are associated with increased soot emissions, as well as contrails, which are estimated to contribute more to the climate impact of aviation than carbon dioxide,” said Joshua Heyne, co-author, University of Dayton scientist and current co-director of the joint WSU-Pacific Northwest National Laboratory Bioproducts Institute. “Aromatics are still used in fuel today because we do not have solutions to some of the problems they solve: they provide jet fuel with a density that other sustainable technologies do not. Most unique is their ability to swell the O-rings used to seal metal-to-metal joints, and they do this well.”

Heyne continued: “We want to fly safely, sustainably, and with the lowest impact to human health. The question is, how do we do all of this as economically as possible?” 

Yang has developed a patented process that turns lignin from agricultural waste into bio-based lignin jet fuel, an advance that could help the aviation industry reduce dependence on increasingly expensive fossil fuels while meeting higher environmental standards. 

The WSU-developed, lignin-based fuel’s properties are said to offer opportunities for increasing fuel performance, higher fuel efficiency, reduced emission, and lower costs. “The fact that these molecules show sealant volume swell comparable with aromatics opens the door to develop jet fuels with virtually no aromatics, very low emissions, and very high-performance characteristics,” the authors wrote in Fuel.

“The lignin-based fuel we tested complements other sustainable aviation fuels by increasing the density and, perhaps most importantly, the ring-swelling potential of blends,” Heyne said. “While meeting our material needs, these sustainable blends confer higher energy densities and specific energies without using aromatics.”

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/lignin-based-jet-fuel-could-oust-aromatics