大阪公立大学（OMU）使用共溶剂研发基于椰子油的航空燃料

航空业的碳排放足迹，使可持续航空燃料（Sustainable Aviation Fuel，SAF）成为现代交通领域最紧迫的工程挑战之一。

如今，大阪公立大学（Osaka Metropolitan University，OMU）的一个研究团队带来了一个新思路：用共溶剂方法（co-solvent method），把最常见的椰子油转化为可以掺入航空燃料、且不降低发动机性能的生物燃料。

全球椰子油产量预计将在2026年达到302.5万公吨。这种油类广为人知的用途是烹饪、保湿霜和卸妆水，但大阪公立大学（OMU）研究团队发现，它还有一项适合航空领域的独特性质：

其脂肪酸链长度与喷气燃料所需的碳氢化合物链长高度相似。这意味着，只需极少的加工处理，椰子油就有可能成为有效的航空燃料原料。

团队开发的共溶剂方法，将椰子油提取物与丙酮（acetone）和醇类结合。与许多需要高温、高压或多重纯化步骤的传统生物燃料生产工艺不同，这一方法可在常温常压下完成燃料生产，显著降低生产能耗，同时保证制造过程中的燃料纯度。

大阪公立大学（OMU）研究团队利用这一方法制备了两种椰子基航空生物燃料：

两者都属于生物柴油家族中常见的脂肪酸酯类，但其性质可针对航空燃料掺混用途进行调整。

椰子油之所以成为理想原料，是因为与多数植物油相比，其脂肪酸含有的碳链相对较短，更接近喷气燃料（包括Jet A-1）中碳氢化合物的分子尺寸范围。

不过，化学相似并不等于生椰子油可直接使用：天然植物油过于黏稠、热稳定性差，与航空煤油化学性质差异大，无法直接用于大多数飞机发动机。

将油转化为 FAME 或 FAEE，改变了其物理和燃烧性质，从而可与传统喷气燃料混合，并在受控发动机条件下进行评估。

为验证燃料性能，大阪公立大学（OMU）团队将不同比例的FAME和FAEE与常规喷气燃料Jet A-1混合，在一台小型涡轮喷气发动机上测试了燃料消耗、热效率和废气排放。

实验结果带来两个关键发现：

热效率与Jet A-1相当。随着生物燃料混合比例上升，燃料消耗有所增加（主要源于两种燃料热值的差异），但发动机的热效率仍与使用标准航空燃料时基本一致，表明发动机仍能有效转换燃料中的化学能。
碳氢化合物排放下降，CO₂和NO无显著变化。随着椰子基燃料比例升高，未燃烧碳氢化合物（反映燃烧不完全程度）排放降低，说明燃烧更加充分；而二氧化碳（温室气体的主要来源）和氮氧化物（影响高空大气化学）排放均无显著变化，没有产生新的排放代价。

大阪公立大学（OMU）可持续系统科学研究科（Graduate School of Sustainable System Sciences）的阮凤鸳博士（Dr. Huynh Phuong Uyen Nguyen）总结道:

"实验表明，我们的混合燃料可以在现有燃气涡轮发动机中运行，不会显著损失效率或发动机性能，也不会增加排放。"

大阪公立大学（OMU）这项研究对亚洲国家尤为重要。

在东南亚，约有30%的收获椰子因不符合商业标准而被丢弃。这些椰子无法进入常规零售市场，但其中的油脂完全可充当化学原料。

将农业废弃物或不合格作物转化为燃料，可为生产者带来额外收入来源，同时减少对进口石油的依赖。鉴于该地区易受燃料价格冲击的影响，本地化替代燃料的吸引力更为突出。

研究团队同时强调，若要让这种燃料不造成新的环境压力（如森林砍伐、过度用水或与粮食供应竞争），利用废弃椰子而非扩大种植园至关重要。

大阪公立大学（Osaka Metropolitan University，OMU）是日本一所顶尖的综合研究型公立大学，简称"公大"，于2022年4月由大阪市立大学（Osaka City University）和大阪府立大学（Osaka Prefecture University）合并而成。

两校合并后文理互补、强强联手，将原有优势学科重组为11个学部、15个研究科，在校生约16000人，成为日本规模最大的公立大学之一。

其中，大阪市立大学是日本旧制三大商科大学之一，法学、医学、商科实力雄厚；大阪府立大学则以工学见长。

本次研究正是出自该校工学实力深厚的科研体系，由工学研究生院（Graduate School of Engineering）的小川真一郎（Shinichiro Ogawa）领衔。

大阪公立大学（OMU）研究团队表示，下一步计划包括：改善燃料消耗性能、建立以100%生物燃料运行发动机的技术，并通过生命周期评估推进燃料的长期储存稳定性、材料兼容性和环境影响研究，推动实际应用。