Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН», благодаря финансированию Российского научного фонда, создают инновационные каталитические системы. Они преобразуют отработанные пищевые масла в экологически чистые компоненты для авиационного топлива, что позволит кардинально уменьшить углеродный след авиаперевозок.
Вызовы авиации и потенциал SAF
Сжигание авиатоплива ежегодно выбрасывает в атмосферу миллионы тонн вредных веществ – только углекислого газа в 2024 году превысило 940 млн тонн. В ответ на задачу достижения нулевых выбросов успешно развивается производство экологичного авиатоплива из возобновляемых источников (SAF). Хотя выбросы парниковых газов при сжигании SAF сравнимы с обычным керосином, углеродный след его использования сокращается почти на 80%. Это достигается благодаря нулевому балансу выбросов от растительного сырья и меньшему загрязнению при производстве. Объем выпуска SAF уже приближается к 2 млн тонн в год, а ведущие компании планируют нарастить его до 500 млн тонн к 2050 году.
Сырьевая база и технология HEFA
Перспективное экологичное топливо производят из биомассы, животных жиров, целлюлозы и отработанных пищевых масел. Использование отработанных масел особенно выгодно, так как они дешевле нефтяного сырья, а их рынок оценивается примерно в $7 млрд. Ключевая технология – HEFA (гидропереработка эфиров и жирных кислот). В этом процессе масла очищают от кислорода водородом, получая смесь углеводородов, которую затем подвергают крекингу и изомеризации. Результат – биокомпоненты для авиационного топлива, дизеля и бензина.
Эффективные подходы к гидрообработке
Технология HEFA реализуется двумя основными путями. Первый – двухступенчатый: гидродеоксигенация для удаления кислорода с образованием алканов, затем гидроизомеризация для улучшения свойств углеводородов. Второй, более прогрессивный и экономичный подход – одноступенчатый. Здесь гидродеоксигенация, гидроизомеризация и частично гидрокрекинг проходят одновременно на одном катализаторе. Именно разработке таких эффективных катализаторов для одностадийного процесса посвящены усилия сибирских исследователей.
Фокус на совершенствование катализаторов
«Наша цель – создать катализаторы переработки масел максимально эффективными, качественными и надежными. Мы детально исследуем методы приготовления формованных носителей на основе цеолитов и нанесения активного компонента, чтобы понять, как эти этапы влияют на итоговые свойства. Наши системы должны эффективно удалять кислород и обеспечивать протекание сложных реакций, необходимых для получения авиационных топливных компонентов», — поясняют исследователи.
Инновационные материалы на основе никеля и молибдена
Специалисты сосредоточены на изучении бифункциональных катализаторов несульфидной природы. Они основаны на никеле и молибдене, нанесенных на цеолитсодержащие материалы. Применение таких катализаторов открывает путь к получению изомеризованных алканов в ходе одноступенчатой гидрообработки растительных липидов.
Поддержка Российского научного фонда
Эта важная работа выполняется при поддержке гранта Российского научного фонда (№25-23-01310).
Информация и фото предоставлены ФИЦ «Институт катализа СО РАН».
Источник: scientificrussia.ru
