Des scientifiques chinois ont mis au point un procédé pour convertir les déchets végétaux de l'agriculture et de la récolte du bois en carburant d'aviation à haute densité. Leurs recherches, publié le 21 mars dans la revue Joule , peut aider à réduire les émissions de CO2 des avions et des fusées.

Cellulose, le composant principal du biocarburant, est un bon marché, renouvelable, et polymère très abondant qui forme les parois cellulaires des plantes. Alors que les alcanes à chaîne (tels que l'octane ramifié, dodécane, et l'hexadécane) ont déjà été dérivés de la cellulose pour une utilisation dans le carburéacteur, les chercheurs pensent qu'il s'agit de la première étude à produire des composés polycycloalcanes plus complexes pouvant être utilisés comme carburant d'aviation à haute densité.

Ning Li, chercheur à l'Institut de physique chimique de Dalian et auteur de l'étude, estime que ce nouveau biocarburant pourrait contribuer à aider l'aviation à « passer au vert ».

« Notre biocarburant est important pour atténuer les émissions de CO2 car il est dérivé de la biomasse et il a une densité (ou des valeurs calorifiques volumétriques) plus élevées que les carburants d'aviation conventionnels, " dit Li. " Comme nous le savons, l'utilisation de carburant d'aviation à haute densité peut augmenter considérablement la portée et la charge utile des avions sans modifier le volume d'huile dans le réservoir."

Pour produire ce biocarburant, Li et son équipe ont découvert que la cellulose peut être sélectivement convertie en 2, 5-hexanedione utilisant la réaction chimique d'hydrogénolyse. Ils ont ensuite développé une méthode de séparation du composé 2, 5-hexanedione en transformant le 5-méthylfurfural dans le produit d'hydrogénolyse en 2, 5-hexanedione, en gardant 2, 5-hexanedione dans le produit inchangé. Cela a entraîné un rendement en carbone isolé de 71 %, soit une augmentation de 5 % par rapport au rendement du produit dans leur travail initial. Finalement, ils ont fait réagir de l'hydrogène avec le 2, 5-hexanedione à partir de cellulose d'herbe de blé pour obtenir le produit final :un mélange de polycycloalcanes C12 et C18 avec un point de congélation bas et une densité environ 10 % supérieure à celle des carburéacteurs classiques. Une grande partie de la magie du biocarburant réside dans cette densité élevée :il peut être utilisé soit comme carburant de remplacement en gros, soit comme additif pour améliorer l'efficacité d'autres carburéacteurs.

"Les avions utilisant ce carburant peuvent voler plus loin et transporter plus que ceux utilisant du carburéacteur conventionnel, ce qui peut diminuer le nombre de vols et diminuer les émissions de CO2 lors du décollage (ou lancement) et de l'atterrissage, " dit Li.

Bien que les chercheurs aient produit le biocarburant à l'échelle du laboratoire dans cette étude, Li et son équipe pensent que le processus est bon marché, matière première cellulosique abondante, moins d'étapes de fabrication, et la baisse des coûts et de la consommation d'énergie signifie qu'il sera bientôt prêt pour une utilisation commerciale. Ils prédisent également qu'il générera des bénéfices plus élevés que la production de carburant d'aviation conventionnel, car il nécessite des coûts inférieurs pour produire un carburant à plus haute densité. Le plus gros problème qui freine le processus est son utilisation de dichlorométhane pour décomposer la cellulose en 2, 5-hexanedione; le composé est traditionnellement utilisé comme solvant dans les décapants pour peinture et est considéré comme un danger pour l'environnement et la santé.

"À l'avenir, nous continuerons à explorer le solvant organique écologique et renouvelable qui peut remplacer le dichlorométhane utilisé dans l'hydrogénolyse de la cellulose à 2, 5-hexanedione, " dit Li. " En même temps, nous étudierons l'application de 2, 5-hexanedione dans la synthèse d'autres carburants et produits chimiques à valeur ajoutée."