Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

ABD’de bulunan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT), Washington Eyalet Üniversitesi'nden ve Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'ndan (NREL) araştırmacılar, lignini kullanarak havacılıkta kullanılan yakıtı yüzde 100 sürdürülebilir yapma yolunda büyük bir başarı elde ettiklerini bildirdiler. Lignin, bitki hücre duvarlarının sert kısmını oluşturuyor ve diğer bitki parçaları biyoyakıtlar için kullanılıyor, ama kimyasal olarak parçalanması ve faydalı bileşiklere dönüştürülmesindeki zorluklar nedeniyle lignin genellikle göz ardı edilmişti.

Yakın zamanda yayınlanan bu çalışma, araştırmacıların ligninden oksijeni çıkarmak için oluşturdukları bir süreci gösteriyor. Ortaya çıkan hidrokarbonlar jet yakıtı için bir karışım deposu olarak kullanılabilir.

Tüpler kavak biyokütlesinden (solda) çıkarılan lignin yağından (ortada) ve elde edilen sürdürülebilir havacılık yakıtından (sağda) oluşuyor. Kaynak: Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı

Sürdürülebilir yakıt neden bu kadar önemli?

Araştırmacılar, havayolu endüstrisinin karbon emisyonlarını büyük ölçüde azaltmayı taahhüt etmesinden bu yana sürdürülebilir jet yakıtı kaynaklarının kullanılması ihtiyacını vurguladı. 2019'da havayolları dünya çapında 106 milyar galon jet yakıtı kullandı ve bu miktarın 2050 yılına kadar dört katına çıkacağı tahmin ediliyor. Bu süre zarfında endüstrinin net karbon nötrlüğü hedefine ulaşmak için, konvansiyonel yakıtla yüksek karışım limitlerine sahip Sürdürülebilir Havacılık Yakıtının (SHY) büyük ölçüde yaygınlaştırılması gerekiyor.

Jet yakıtı, aromatikler ve sikloalkanlar dahil olmak üzere farklı hidrokarbon moleküllerinin harmanlanmış bir karışımıdır. Mevcut ticarileştirilmiş teknolojiler bu bileşenleri yüzde 100 SHY olacak şekilde üretmiyor. Bunun yerine, SHY karışım stokları geleneksel hidrokarbon yakıtlarla birleştirilir. Doğadaki en büyük yenilenebilir aromatik kaynağı olarak lignin, eksiksiz bir biyo-tabanlı jet yakıtı elde etmenin anahtarını elinde tutuyor. Bu yeni çalışmada açıklanan lignin bulguları SHY’nin daha yüksek karışım oranlarında yakıt sistemi uyumluluğuna sahip olmasını açıkladı.

İnatçılığı nedeniyle lignin tipik olarak ısı ve güç için yakılır veya yalnızca düşük değerli uygulamalarda kullanılır. Eskiden yapılan araştırmalar yüzde 27 ila yüzde 34 arasında değişen yüksek oksijen içeriğine sahip lignin yağlarının verilerini bizlere sunmuştu, ancak ligninin jet yakıtı olarak kullanılabilmesi için bu miktarın yarıdan da azına düşürülmesi gerekiyor. Oksijen içeriğini azaltmak için başka işlemler denenmişti, fakat bu işlemler hem yüksek maliyetliydi hem de verimleri oldukça düşüktü. Üç kurumdaki araştırmacılar, sürdürülebilir bir süreçte katalizör olarak toprakta bol miktarda molibden karbürü kullanan ve yaklaşık yüzde 1'lik bir oksijen içeriği elde eden verimli bir yöntemi bu araştırmalarında göstererek başarılarını duyurdular.

Araştırma yakın zamanda Joule dergisinde yayınlandı

Makale: “Continuous hydrodeoxygenation of lignin to jet-range aromatic hydrocarbons” by Michael L. Stone, Matthew S. Webber, William P. Mounfield III, David C. Bell, Earl Christensen, Ana R.C. Morais, Yanding Li, Eric M. Anderson, Joshua S. Heyne, Gregg T. Beckham and Yuriy Román-Leshkov, 22 September 2022, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2022.08.005