华盛顿州立大学的研究人员近日成功探索出一种将氢存储于木质素基燃料的创新方法，极大提升了清洁能源使用过程中的安全性与效率。

这款基于木质素的喷气燃料，它能够以稳定的液态形式存储氢，为传统氢气加压存储提供了一种更为安全、高效的替代方案。这一创新成果有望推动可持续航空与清洁能源技术迈向新高度。

该团队找到了借助木质素基喷气燃料存储与释放挥发性氢的有效途径，为可持续能源解决方案的发展带来新契机。

华盛顿州立大学教授Bin Yang及其同事在《国际氢能杂志》发表的最新研究显示，他们基于木质素的喷气燃料能够以稳定液态形式与氢进行化学结合。这一突破对于燃料及运输行业意义非凡，有望简化氢作为高能、零排放燃料来源的存储与利用流程。

Bin Yang表示：“这项全新的木质素喷气燃料技术，可在易于处理的可持续航空燃料中实现高效的高密度氢存储，从而无需再使用用于储存和运输的压力储罐。”

攻克氢存储难题

在本次研究中，来自华盛顿州立大学、太平洋西北国家实验室、纽黑文大学以及加拿大自然资源部的研究人员，致力于攻克氢作为燃料来源所面临的主要难题之一。氢作为最轻的元素，其低密度与易燃易爆特性，使得存储与运输不仅在技术上颇具挑战，而且效率低下、成本高昂。

今年一月份发表的文章详细阐述了研究团队如何利用木质素喷气燃料促使芳香族碳与氢发生化学反应，进而发现全新的氢气储存工艺。Bin Yang研发的实验燃料以木蛋白（木质素）为基础，木质素是一种有机聚合物。

Bin Yang指出：“氢是一种多功能的能源载体，有助于达成零排放交通、可再生能源整合以及工业脱碳的目标。”

可持续航空与能源系统的潜力

这一发现揭示了Bin Yang在华盛顿州立大学开发的木质素喷气燃料的全新用途。

此前，他曾测试一种从农业废弃物中制取燃料的新型连续工艺。实验表明，这种可持续制取的燃料能够提升发动机的性能与效率，同时减少使用传统燃料中会造成污染的芳香族化合物。

Bin Yang称：“这项创新为与现有基础设施兼容并实现经济可行性提供了充满希望的契机，具备可扩展生产的潜力。它有助于构建一个协同系统，从而提升可持续航空燃料与氢技术的效率、安全性以及生态效益。”

接下来，华盛顿州立大学的研究人员将与纽黑文大学的科学家携手合作，设计由人工智能驱动的催化剂，以强化并完善反应过程，使其更加高效且经济实惠。

参考资料：《基于木质素的喷气燃料的原位脱氢：一种新颖而可持续的液体有机氢载体》，作者安德鲁・S・利普顿（Andrew S. Lipton）等。

论文发表于《国际氢能杂志》。

doi：10.1016/j.ijhydene.2024.12.082

资金支持：该项研究工作由美国能源部能源与可再生能源办公室及其氢和燃料电池技术办公室提供资金支持。

木质素基燃料是什么？

铂道搜集了一些国内研究情况，发现：

木质素基燃料是以木质素为主要成分，通过一定工艺制备的一种新型能源。

名称 说明
原料来源木质素主要存在于植物细胞壁中，常见的来源包括农业废弃物（如玉米秸秆、稻壳、棉籽壳等）、林业废弃物（如木屑、树皮、竹子等）、城市固体废弃物（如纸张、纸箱等）
特性具有高热值、低硫、低氮、可再生等特性，燃烧产物主要是水蒸气和二氧化碳，对环境污染小
制备方法
物理法通过机械破碎、研磨等手段将木质素原料粉碎，再通过高压挤出、喷雾干燥等方法将其制成颗粒状或粉末状的生物质燃料
化学法通过碱溶、酸析等化学反应将木质素原料中的纤维素、半纤维素等成分分离出来，然后将木质素进行改性、提纯等处理，制成颗粒状或粉末状的生物质燃料
生物法通过微生物发酵、酶催化等生物过程将木质素原料中的纤维素、半纤维素等成分转化为可溶性糖，然后将木质素进行改性、提纯等处理，制成颗粒状或粉末状的生物质燃料

中国在木质素基燃料方面的研究

中国在木质素基燃料方面有很多研究，已知有两所大学涉猎。

天津大学张香文项目

《木质素类高密度航空燃料的非卤素直接合成基础研究》是依托天津大学，由张香文担任项目负责人的面上项目。该项目采用高活性环境友好的具有择型功能的酸改性级孔 ZSM-5 催化剂，结合理论计算进行燃料分子结构和反应途径的设计，从生物质木质素化合物出发，致力于设计出木质素生物高密度航空燃料的分子结构等，为我国的生物高密度燃料的发展提供理论和基础技术支持。

东南大学团队研究

在国家自然科学基金项目资助下，东南大学能源与环境学院的肖睿和骆治成教授、中国科学院福建物质结构研究所刘冲副研究员与荷兰埃因霍芬理工大学埃米尔・汉森教授团队合作，提出了一种温和的定向断裂工业废弃木质素的方法，通过构筑金属 - 分子筛双功能催化反应体系，实现不同种类碳碳键的选择性裂解，最高的环烷烃和芳烃（汽油和航油组分）收率达到 54%。