Gli scienziati della Washington State University hanno testato con successo un nuovo metodo per trasformare i rifiuti vegetali in carburante sostenibile per l’aviazione.
Gli aerei potrebbero volare con un carburante green ricavato da rifiuti agricoli a base di lignina. Un team di ricercatori dalla Washington State University ha sviluppato un processo continuo che converte direttamente i polimeri di lignina, uno dei principali componenti delle cellule vegetali, in una forma di carburante per aerei che potrebbe aiutare a migliorare le prestazioni dei carburanti per aerei prodotti in modo sostenibile. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Fuel Processing Technology.
“Il nostro risultato avvicina questa tecnologia all’uso nel mondo reale fornendo dati che ci consentono di valutare meglio la sua fattibilità per l’aviazione commerciale” afferma lo scienziato capo Bin Yang, professore presso il Dipartimento di ingegneria dei sistemi biologici della WSU.
Un processo che usa lo stover del masi e sottoprodotti agricoli
Il consumo globale di carburante per aviazione ha raggiunto il massimo storico di quasi 100 miliardi di galloni nel 2019 e si prevede che la domanda aumenterà nei prossimi decenni. Gli scienziati stanno studiando materiali per rendere gli aerei più leggeri o aumentare l’aerodinamicità, ma i carburanti per aviazione sostenibili derivati da biomassa di origine vegetale potrebbero aiutare a ridurre al minimo l’impronta di carbonio dell’aviazione, ridurre le scie di condensazione e raggiungere gli obiettivi internazionali di neutralità carbonica.
Derivata dalla stover del mais (i gambi, le pannocchie e le foglie rimaste dopo il raccolto) e altri sottoprodotti agricoli, la lignina rappresenta una classe di molecole strutturali che rendono le piante resistenti e legnose.
I ricercatori della Washington State University hanno sviluppato un processo chiamato “depolimerizzazione e idrodeossigenazione simultanee“, che scompone il polimero di lignina e allo stesso tempo rimuove l’ossigeno per creare carburante per aerei a base di lignina. Nella loro struttura di Richland, nello Stato di Washington, gli scienziati hanno introdotto il polimero di lignina disciolto in un reattore di idrotrattamento continuo per produrre il carburante.
Il carburante per aerei a base di lignina potrebbe rendere i carburanti sostenibili più puliti e facilmente utilizzabili nei motori a reazione. Grazie alla loro densità, efficienza e caratteristiche di rigonfiamento delle guarnizioni, gli idrocarburi catalizzati dalla lignina potrebbero sostituire efficacemente i composti derivati dai combustibili fossili chiamati aromatici. Associati alle scie di condensazione e agli impatti climatici, gli aromatici rimangono in uso, perché aumentano la densità del carburante e aiutano a gonfiare gli O-ring nelle giunzioni metallo-metallo.
Questa ricerca ha segnato il primo test di successo del team di un processo continuo, che è più adatto alla produzione commerciale. Il progetto ha anche utilizzato una forma di lignina meno elaborata e meno costosa derivata dalla paglia del mais, soprannominata “lignina tecnica”, al contrario di ricerche simili che utilizzano bio-olio di lignina estratta. Le scoperte del team suggeriscono che la lignina è una fonte promettente di cicloalcani sostitutivi degli aromatici e altri composti utili del carburante.
Migliorare l’efficienza e ridurre i costi del carburante green
“L’industria aeronautica sta cercando di generare carburante per l’aviazione rinnovabile al 100%. Il carburante per aerei a base di lignina integra le tecnologie esistenti, ad esempio aumentando la densità delle miscele di carburante” afferma Josh Heyne, membro del team di ricerca e co-direttore del WSU-PNNL Bioproducts Institute.
Offrendo emissioni ridotte, in ultima analisi, il carburante a base di lignina potrebbe rendere i carburanti sostenibili per l’aviazione completamente “drop-in”, ovvero utilizzabili con tutti i motori, le infrastrutture e gli aeromobili esistenti come il carburante per l’aviazione derivato da combustibili fossili.
“Stiamo lavorando per creare una tecnologia efficace e commercialmente rilevante per un componente di miscela complementare che possa raggiungere l’obiettivo del 100% drop-in”, continua Heyne.
La ricerca è stata supportata dal Bioenergy Technologies Office del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti, dal Pacific Northwest National Laboratory, dal National Renewable Energy Laboratory e da Advanced Refining Technologies LLC.
Il team sta ora lavorando per perfezionare il proprio processo per una migliore efficienza e costi ridotti.
