数据库中环烷烃的分布，作为环烷烃中碳数的函数。信用:能源研究前沿(2022)。桑迪亚国家实验室的科学家发布了一些数据，这些数据可能在未来开发更清洁、更可持续的航空燃料方面发挥重要作用。该团队与洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员合作，探索了环烷烃的物理性质，环烷烃是由氢和碳原子组成的分子，仅使用单键排列成环状结构。与目前的燃料相比，当用于喷气燃料时，环烷烃可以减少冷凝痕迹的形成和烟灰的排放。
该团队在最近发表在《能源研究前沿》的一篇文章中详细介绍了他们的发现。
桑迪亚的化学家亚历山大·兰德拉说，由于全球对航空燃料的需求仍然很高，并且预计将会增长，石油燃料的燃烧将继续向大气中排放更多的二氧化碳，从而对气候变化产生越来越大的影响。
“与汽车和卡车等其他旅行形式不同，目前没有可预见的途径来电气化航空业，”兰德拉说。"因此，缓解措施对于航空业的去碳化是必要的."
最大限度减少芳烃
该团队的主要目标之一是最大限度地减少航空燃料中的芳烃含量，并代之以环烷烃。
芳烃是从提炼原油中提取的物质，被用作辛烷的来源，增加发动机的功率和燃料效率。传统上，芳烃在燃料中是有益的，因为它们会导致发动机中的O形环膨胀，这是保持发动机密封和防止燃料泄漏的重要功能。
然而，芳烃是有问题的，因为它们在燃烧过程中产生烟灰，像二氧化碳一样，具有温室效应，并有助于地球气候系统的加热，兰德拉说。
“理想情况下，我们希望去除燃料中的所有芳烃，”他说。“但是，如果我们甚至可以用环烷烃取代大部分芳烃，我们会发现它们是很好的候选物，因为它们能够引起O型环膨胀，并且具有很强的燃料特性。”
兰德拉补充说，环烷烃也可以从原料或可再生生物材料中生产，这可能使它们的生产更具碳可持续性。
环烷烃的物理性质
研究数据考察了环烷烃的物理特性，这些特性会影响飞机的可操作性、性能和安全性。兰德拉希望通过建立这些特性的数据库，他们的研究将有助于为环烷烃在未来航空燃料中的应用扫清道路。
兰德拉说:“我们研究了各种环烷烃族，以确定哪些具有最强的燃料特性，哪些具有更高的能量含量。”
应对全球气候安全
桑迪亚致力于降低成本，提高可持续性，扩大可持续航空燃料的生产和使用。
实验室应用生物科学和工程小组的高级经理安西·乔治说，这项研究由能源部生物能源技术办公室资助，是桑迪亚应对与气候危机有关的国家和全球安全威胁的总体任务的一部分。
“气候变化对国家和全球安全构成威胁，”乔治说。
乔治说:“桑迪亚有着为国家提供气候相关创新的悠久传统，这些创新已经对减少排放产生了影响，包括燃烧研究、太阳能热测试和风力发电场技术。”“开发可持续的航空燃料，减少二氧化碳和煤烟的排放，对于持续缓解全球变暖至关重要。”
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