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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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更環(huán)保、更高效、更經(jīng)濟(jì)

“高密度”纖維素航空煤油來了

2019-03-28 中國科學(xué)報(bào) 程唯珈劉萬生李寧

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　隨著現(xiàn)代航空業(yè)的快速發(fā)展，巨大的碳排放量成為其不得不面對的軟肋。隨著國際社會對可持續(xù)發(fā)展以及二氧化碳減排問題的日益關(guān)注，發(fā)展新型、清潔、可再生的生物質(zhì)航空燃料已成為能源領(lǐng)域的重點(diǎn)議題。

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李寧、中國科學(xué)院院士張濤課題組等開發(fā)了一條以纖維素為原料制備高密度航空生物燃料的新路線。該路線有望減少二氧化碳排放和對進(jìn)口原油的依賴。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《焦耳》。

　　“傳統(tǒng)的以煤、石油和天然氣為代表的化石能源，不但儲量有限，具有不可再生性，使用過程中還會排放大量的二氧化碳導(dǎo)致氣候變暖等環(huán)境問題?！闭撐耐ㄓ嵶髡咧坏睦顚幐嬖V《中國科學(xué)報(bào)》。為此，他們將目光轉(zhuǎn)向了廉價(jià)易得、可再生的生物質(zhì)原料——纖維素。

　　纖維素是農(nóng)林廢棄物的主要成分之一，可通過水稻、小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物秸稈以及木屑、落葉、樹皮等林業(yè)廢棄物通過簡單的化學(xué)處理獲得。

　　據(jù)了解，以纖維素為原料合成航空煤油在國外已有一些報(bào)道。但迄今為止，這些工作主要集中在以纖維素為原料合成普通航空煤油方面，在高密度航空煤油領(lǐng)域卻鮮有進(jìn)展。

　　李寧介紹，與普通的航空煤油相比，高密度航空燃料的使用可以在不改變油箱體積的前提下有效地增加飛行器的航程、載荷、飛行速度，可為我國航空煤油的多元化供應(yīng)提供技術(shù)儲備。

　　據(jù)悉，這種纖維素基高密度航空生物燃料的制備過程大體分為兩步。首先，實(shí)驗(yàn)人員通過溫和條件下二氯甲烷/水雙相體系中的氫解反應(yīng)將纖維素選擇性地轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮。之后，實(shí)驗(yàn)人員以2,5-己二酮為原料，通過一個(gè)雙床催化劑體系“一步法”，直接獲得碳鏈長度為12和18的低凝固點(diǎn)多環(huán)烷烴的混合物。

　　論文第一作者、該所博士后劉艷廷告訴《中國科學(xué)報(bào)》，該混合物具有比常規(guī)航空煤油更高的密度和較低的凝固點(diǎn)。它既可以作為現(xiàn)有化石基高密度航空燃料的補(bǔ)充，也可以作為添加劑改善其他航空燃料的性能。

　　“在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以利用高密度航空生物燃料遠(yuǎn)航程、高載荷的特點(diǎn)，減少長途飛行旅程中的轉(zhuǎn)機(jī)次數(shù)和航空運(yùn)輸中需要的航班次數(shù)，進(jìn)而降低飛機(jī)在起飛和降落過程造成的噪音、二氧化碳以及其他污染物排放，為我國綠色航空事業(yè)貢獻(xiàn)力量?！彼f。

　　專家表示，此次開發(fā)的以纖維素為原料合成可再生高密度航空燃料技術(shù)，對于農(nóng)林廢棄物資源利用、減少原油進(jìn)口依賴度、環(huán)境保護(hù)等都具有重要意義。

　　李寧表示，團(tuán)隊(duì)未來將通過對溶劑、催化劑以及反應(yīng)工藝的不斷改進(jìn)，提高該技術(shù)經(jīng)濟(jì)性并使其變得更加環(huán)保、高效。

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-03-28 第1版要聞)

　　隨著現(xiàn)代航空業(yè)的快速發(fā)展，巨大的碳排放量成為其不得不面對的軟肋。隨著國際社會對可持續(xù)發(fā)展以及二氧化碳減排問題的日益關(guān)注，發(fā)展新型、清潔、可再生的生物質(zhì)航空燃料已成為能源領(lǐng)域的重點(diǎn)議題。
　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李寧、中國科學(xué)院院士張濤課題組等開發(fā)了一條以纖維素為原料制備高密度航空生物燃料的新路線。該路線有望減少二氧化碳排放和對進(jìn)口原油的依賴。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《焦耳》。
　　“傳統(tǒng)的以煤、石油和天然氣為代表的化石能源，不但儲量有限，具有不可再生性，使用過程中還會排放大量的二氧化碳導(dǎo)致氣候變暖等環(huán)境問題。”論文通訊作者之一的李寧告訴《中國科學(xué)報(bào)》。為此，他們將目光轉(zhuǎn)向了廉價(jià)易得、可再生的生物質(zhì)原料——纖維素。
　　纖維素是農(nóng)林廢棄物的主要成分之一，可通過水稻、小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物秸稈以及木屑、落葉、樹皮等林業(yè)廢棄物通過簡單的化學(xué)處理獲得。
　　據(jù)了解，以纖維素為原料合成航空煤油在國外已有一些報(bào)道。但迄今為止，這些工作主要集中在以纖維素為原料合成普通航空煤油方面，在高密度航空煤油領(lǐng)域卻鮮有進(jìn)展。
　　李寧介紹，與普通的航空煤油相比，高密度航空燃料的使用可以在不改變油箱體積的前提下有效地增加飛行器的航程、載荷、飛行速度，可為我國航空煤油的多元化供應(yīng)提供技術(shù)儲備。
　　據(jù)悉，這種纖維素基高密度航空生物燃料的制備過程大體分為兩步。首先，實(shí)驗(yàn)人員通過溫和條件下二氯甲烷/水雙相體系中的氫解反應(yīng)將纖維素選擇性地轉(zhuǎn)化為2,5-己二酮。之后，實(shí)驗(yàn)人員以2,5-己二酮為原料，通過一個(gè)雙床催化劑體系“一步法”，直接獲得碳鏈長度為12和18的低凝固點(diǎn)多環(huán)烷烴的混合物。
　　論文第一作者、該所博士后劉艷廷告訴《中國科學(xué)報(bào)》，該混合物具有比常規(guī)航空煤油更高的密度和較低的凝固點(diǎn)。它既可以作為現(xiàn)有化石基高密度航空燃料的補(bǔ)充，也可以作為添加劑改善其他航空燃料的性能。
　　“在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以利用高密度航空生物燃料遠(yuǎn)航程、高載荷的特點(diǎn)，減少長途飛行旅程中的轉(zhuǎn)機(jī)次數(shù)和航空運(yùn)輸中需要的航班次數(shù)，進(jìn)而降低飛機(jī)在起飛和降落過程造成的噪音、二氧化碳以及其他污染物排放，為我國綠色航空事業(yè)貢獻(xiàn)力量?！彼f。
　　專家表示，此次開發(fā)的以纖維素為原料合成可再生高密度航空燃料技術(shù)，對于農(nóng)林廢棄物資源利用、減少原油進(jìn)口依賴度、環(huán)境保護(hù)等都具有重要意義。
　　李寧表示，團(tuán)隊(duì)未來將通過對溶劑、催化劑以及反應(yīng)工藝的不斷改進(jìn)，提高該技術(shù)經(jīng)濟(jì)性并使其變得更加環(huán)保、高效。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-03-28 第1版要聞)

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