全球航空业产生的二氧化碳(CO2)排放量约占人类总排放量的2%,所有运输行业产生的二氧化碳排放量约占人类总排放量的12%。尽管试图减少这种情况,但航空排放有望继续增长。

现在,牛津大学KACST 牛津石化研究中心(KOPRC)的研究人员开发了一种可以将CO2转化为航空燃料的实验过程。如果成功,该过程可能会导致飞机“净零排放”。

通常,燃烧化石燃料时,碳氢化合物转化为二氧化碳,并释放水和能量。牛津石化研究中心(KOPRC)团队设法通过将热量,柠檬酸,氢气和由铁,锰和钾制成的催化剂添加到二氧化碳中,逆转了这一过程,将二氧化碳转化为燃料。

该催化剂由丰富的材料制成,与其他合成高附加值化学品的方法相比,其制造步骤更少。

燃料合成过程称为有机燃烧方法,是在实验室中使用罐中的CO2进行的。但是,牛津石化研究中心(KOPRC)研究人员希望该过程可以通过从工厂或直接从空气中捕获二氧化碳来适应实际应用。

研究小组表示,这种新方法将比现有的将氢气转化为燃料的加氢方法便宜,因为它消耗的电量更少。

有机燃烧方法虽然很有希望,但它将与其他喷气燃料替代品竞争,例如由包括食用油,固体废物,稻草和其他生物质在内的原料制成的替代燃料。

但是,牛津大学化学系的高级研究员,研究小组的负责人肖天存说,这个过程可以竞争,他说: “碳氢燃料的基础设施已经存在。这个过程可以帮助缓解气候变化,并利用当前的碳基础设施促进可持续发展。”

消除航空排放一直是许多近期创新的源泉,例如世界上第一个氢动力飞机动力总成以及电动水上飞机机队的计划。

尽管牛津石化研究中心(KOPRC)的有机燃烧方法听起来很有希望,但要从实验室扩展到现实世界仍需要大量工作。

其他研究人员还指出,要真正实现碳中和,需要用电力为过程提供动力并产生催化剂,而二氧化碳本身的来源也需要从可再生资源中产生。

如果航空燃料和二氧化碳的来源都以可持续的方式生产,那么这将产生循环碳经济。牛津石化研究中心(KOPRC)目前正在与数家大型工业合作伙伴讨论新的二氧化碳转化方法,以期优化工艺以扩大规模和提高效率。

牛津石化研究中心(KOPRC)

沙特阿拉伯的阿卜杜勒阿齐兹王市科技城(KACST)和牛津大学建立了一个联合研究中心:牛津石化研究中心(KOPRC)。

KACST与牛津大学之间的这种联合科学合作,是阿拉伯世界在炼油和石化领域中的首例此类合作,属于KACST制定的战略计划之内。

阿卜杜勒阿齐兹王市科技城(KACST)此次合作希望做到在上述领域转让和国有化技术,并且和牛津大学联合培训人员。

牛津石化研究中心(KOPRC)在石油精炼和石化领域开发了广泛的催化剂和工艺。申请了10项联合专利,涉及新型炼油工艺和催化剂,为重油产品增值,以及测量(非侵入式)运行催化剂焦化的新方法。

牛津石化研究中心(KOPRC)发表了20多篇联合论文,并在牛津和利雅得组织了7个非常成功的KOPRC石化论坛。在过去的5年中,已有两名MSc和1名DPhil学生毕业。