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亚麻荠油替换传统飞机燃料

发布时间:2019-03-02 16:33:28

使用含有亚麻荠油的燃料时,飞机在巡航速度下排放的颗粒物显著减少,不完全燃烧的碳颗粒数量下降了50%以上。

本刊 陈耕石

作为当前常用的航空器,飞机在飞行过程中不但会排放二氧化碳,还会排放能形成气溶胶的颗粒,影响地球气候——据估计,人类对气候的影响,近5%是航空器“贡献”的。

亚麻荠油替换传统飞机燃料

为了减少航空器排放的污染物,美国航空航天局(NASA)的理查德·摩尔(Richard Moore)和同事近试用了一种由亚麻荠油和航空煤油制成混合燃料,结果发现,大型喷气式客机使用这种混合燃料后,引擎排放的颗粒物更少。相关研究发表在2017年3月的《自然》杂志上。

在研究中,摩尔使用了一架属于NASA的DC-8型大型4引擎喷气式飞机,飞机燃料有3种:两种纯化石燃料(高硫航空煤油和低硫航空煤油)和一种低硫航空煤油和亚麻荠油1:1混合燃料。在巡航高度,飞机会切换工作引擎,从而测试三种燃料的表现。而尾气收集则由另一架尾随在DC-8的HU-25猎鹰飞机完成。实时收集的数据表明,使用含有亚麻荠油的燃料时,飞机在巡航速度下排放的颗粒物显著减少,不完全燃烧的碳颗粒数量下降了50%以上。同时,DC-8的飞行员在使用混合燃料飞行时,完全没有发现发动机和飞机有任何异常情况。而且,使用混合生物燃料目前也没有发现会对飞机引擎造成任何损害。摩尔告诉《环球科学》,从分析数据来看,除了含有更少的硫和芳香族化合物外,混合生物燃料不论从黏度、比重、耐低温性等物理性质还是燃烧值方面,都和传统的飞机燃料接近。

尽管航空燃油燃烧产生颗粒物的详细机制还没有科学定论,但摩尔认为,芳香族化合物的不完全燃烧是飞机排放颗粒物的主要原因之一,而在亚麻荠油为代表的生物燃料中,芳香族化合物的含量极低。

研究中使用的亚麻荠油来自十字花科植物亚麻荠(Camelina sativa)的种子。因为有着更高产量的油菜类作物的崛起,亚麻荠在亚洲和欧洲曾几乎绝迹。但近年来,人们发现亚麻荠对盐碱、贫瘠、干旱、病虫害有良好的抵御能力,同时生长迅速,因此和麻风树(Jatropha carcas)等油料植物一起成为了重要的生物能源的来源之一,因为种植这些作物可以不占用耕地。摩尔说,亚麻荠油的好处是,很多性质和传统喷气飞机燃料接近,飞机可以直接使用。

近年来,低迷的油价和纯电动汽车的崛起似乎让生物燃料的前景变得暗淡了许多,也许不久的将来,很多加油站会被充电站取代。但是,飞机和远洋轮船将在很长时间内使用燃料作为动力,而亚麻荠油这样的生物燃料,也许会是未来的重要选择。

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