更快，更便宜的乙醇喷气燃料准备起飞

两项关键技术为节能燃料生产装置提供动力，一种新型催化剂和微通道反应器提高了效率和成本。

单步化学转化简化了目前的多步过程。新的pnnl专利催化剂将生物燃料(乙醇)直接转化为一种名为正丁烯的多功能“平台”化学物质。微通道反应器设计进一步降低了成本，同时提供了可扩展的模块化处理系统。

新工艺将提供一种更有效的途径，将可再生和废物衍生的乙醇转化为有用的化学品。目前，正丁烯是通过能源密集型的大分子裂解(或分解)从化石原料中生产的。这项新技术通过使用可再生或回收的碳原料来减少二氧化碳的排放。以可持续衍生的正丁烯为起点，现有工艺可以进一步精炼这种化学品，用于多种商业用途，包括柴油和喷气燃料以及工业润滑剂。

“由于成本高，生物质是一种具有挑战性的可再生能源。此外，生物质的规模推动了对更小的分布式加工厂的需求，”最初研究的共同主要研究员Vanessa Dagle说，该研究发表在ACS催化杂志上。

“我们降低了流程的复杂性，提高了效率，同时降低了资金成本。一旦模块化、规模化处理得到验证，这种方法就为本地化、分布式能源生产提供了现实的选择。”

为了实现商业化的飞跃，PNNL正在与俄勒冈州立大学的长期合作者合作，将获得专利的化学转化过程集成到使用新开发的3D打印技术建造的微通道反应堆中。也被称为增材制造，3D打印允许研究团队创建一个褶皱蜂窝的微型反应器，大大增加了反应的有效表面积与体积比。

俄勒冈州立大学首席研究员布莱恩·保罗说:“使用新的多材料增材制造技术，将微通道的制造与高表面积催化剂载体在一个工艺步骤中结合起来，有可能显著降低这些反应堆的成本。”“我们很高兴能与PNNL和LanzaTech合作，共同努力。”

该研究的共同首席研究员Robert Dagle补充说:“由于微通道制造方法的最新进展和相关成本的降低，我们认为现在是时候将这项技术应用于新的商业生物转化应用了。”

微通道技术将允许在农业中心附近建造商业规模的生物反应器，那里是生产大部分生物质的地方。使用生物质作为燃料的最大障碍之一是需要长途运输到大型的集中生产厂。

“模块化设计减少了部署反应堆所需的时间和风险，”Robert Dagle说。“随着需求的增长，模块可以随着时间的推移而增加。我们称这种规模为增加。”

四分之一的商业规模测试反应堆将使用与俄勒冈州立大学合作开发的方法通过3D打印生产，并将在华盛顿州的里奇兰运行。PNNL校区

一旦测试反应堆完成，PNNL的商业合作伙伴LanzaTech将为这一过程提供乙醇。LanzaTech的专利工艺将钢铁制造、炼油和化工生产等工业产生的富含碳的废物和残留物，以及林业和农业残留物和城市垃圾气化产生的气体转化为乙醇。

试验反应器每天将消耗相当于半干吨生物质的乙醇。LanzaTech已经扩大了从乙醇生产航空燃料的第一代PNNL技术，并成立了一家新公司LanzaJet，以实现LanzaJet™酒精到飞机的商业化。目前的项目代表了简化这一过程的下一步，同时提供更多的正丁烯产品流。

LanzaTech首席执行官Jennifer Holmgren表示:“PNNL一直是开发乙醇喷气技术的强大合作伙伴，LanzaTech的分拆公司LanzaJet正在多个正在开发的工厂中使用该技术。“乙醇可以来自各种可持续的来源，因此是一种越来越重要的可持续航空燃料原材料。该项目显示出替代反应堆技术的巨大前景，可以为航空部门脱碳的这一关键途径带来好处。”

从早期的实验开始，该团队就不断完善这一过程。当乙醇经过二氧化硅支撑的固体银锆基催化剂时，它会进行基本的化学反应，将乙醇转化为正丁烯，或者对反应条件进行一些修改后，转化为丁二烯。

更重要的是，经过长时间的研究，催化剂仍保持稳定。在后续研究中，研究小组表明，如果催化剂失去活性，它可以通过一个简单的程序来去除焦炭-一种硬碳基涂层，随着时间的推移会逐渐形成。一种更高效、更新的催化剂配方将用于扩大规模。

Vanessa Dagle说:“我们发现了这种催化系统的概念，它具有高度的活性、选择性和稳定性。”“通过调整压力和其他变量，我们还可以调整系统，以产生丁二烯(合成塑料或橡胶的基石)或正丁烯(适用于制造喷气燃料或合成润滑剂等产品)。自从我们最初的发现以来，其他研究机构也开始探索这一新过程。”