美國能源生物科學研究所(EBI)與伯克利加州大學(UC)為引領的合作伙伴,包括勞倫斯伯克利國家實驗室(Berkeley Lab)和伊利諾伊大學香檳分校和BP公司在內的研究人員于2015年6月6日宣布,開發出一種新方法,用以從甘蔗生物質生產完全替代型噴氣燃料以及汽車潤滑油基礎油。該策略過程可望用于從來自其他非糧植物和農業廢棄物的生物質,通過基因工程化微生物發酵來實現。
在美國國家科學院院刊(PNAS)上發表的論文描述了該催化過程,可選擇性地將采自甘蔗生物質衍生的烷基甲基酮改質成為三聚體凝縮物,產率高于95%。這些凝縮物然后被加氫脫氧成為新一類的環烷化合物,它包含1個環己烷環和1個季碳原子。這些環烷化合物可為生產的噴氣燃料或汽車潤滑油基礎油進行定制,導致產品具有優異的冷流動性、密度和黏度,根據優化的條件,可以達到凈生命周期溫室氣體減少高達80%。
該EBI過程產生噴氣燃料或潤滑油的能力可望為生物煉制廠帶來極大的優勢。
航空燃料存在的一個獨特的問題是因為嚴格的規范要求無氧化合物,限制了一些方案的可用性。
該項工作的目標是開發一個策略,在巴西的甘蔗煉制廠用于靈活地生產噴氣燃料和潤滑油基礎油,設計達到生命周期溫室氣體排放大大減少。所用的方法涉及使用組合化學和生物催化過程,將甘蔗衍生的蔗糖和半纖維素中的糖類轉化成酮類。例如,2-丁酮,可以通過發酵衍生的2,3-丁二醇脫水獲得或通過乙酰丙酸的化學/生物化學脫羧化獲得。研究人員首次發現,異構催化劑和適當的反應條件用于酮類的自凝縮,可產生二聚體和三聚體凝縮物,并有高的總產率。
然后可模仿各種途徑,使用蔗糖和甘蔗渣衍生的半纖維素生產完全替代型噴氣燃料、潤滑劑和乙醇。