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牛津大学的完美化学能帮助推动航空业的转型吗?

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-09-19 15:37:37    来源:本站    作者:admin    浏览次数:76    评论:0
导读

    安德鲁·赛姆斯(Andrew Symes)拿着一个装有粘稠浑浊液体的小瓶。它可能看起来不像未来的航空燃料,但OXCCU的联合创始人

  

  安德鲁·赛姆斯(Andrew Symes)拿着一个装有粘稠浑浊液体的小瓶。它可能看起来不像未来的航空燃料,但OXCCU的联合创始人兼首席执行官认为,这种液体可以帮助该行业实现零碳目标。他在牛津大学化学系的分支机构已经为一种从二氧化碳和氢气中生产长链碳氢化合物的简化方法申请了专利——管子里有早期的成果。

  一些人认为,氢衍生燃料是开启绿色飞行的关键,因为它们可以替代或补充飞机发动机中的Jet A,而且比用原料、回收塑料或生物**制造可持续航空燃料(SAF)更环保。如果能大规模生产,理论上它们可以取代电池或氢燃料电池,解决汽车行业的零碳难题。

  Symes的早期例子是Ox.efuel

  问题是这些所谓的电子燃料传统上是复杂和昂贵的制造。OXCCU(发音为Ox-CCU)坚持认为,它已将该过程从多步骤和能源密集型操作简化为只需一个阶段,从而避免了首先将二氧化碳转化为一氧化碳。相反,它使用自己的催化剂和反应器——大学十年研究的产物——将二氧化碳和氢气直接转化为SAF。

  目前,牛津化工学院在牛津机场的“OX1”示范工厂每天只生产1.2升(0.3加仑)的“Ox.efuel”,该工厂已于8月全面投入运营。这座两层楼高、portakabab小屋大小的实验室旨在在2026年在赫尔的Saltend化学园区开设更大的实验室之前证明这一概念。

  “氧化二氮”每天可以产生200升空气净化器。赛姆斯说,虽然对于商业运作来说,它仍然太小,但它将“产生我们需要的数据和燃料升数”,用于对飞机辅助动力装置进行测试,并说服能源公司加入。

  该公司将保留催化剂和反应器设计的知识产权。“我们的模式是授权,”他说。“我们希望到2028年在全球范围内获得许可。”

  牛津大学校友的学习成绩令人印象深刻。赛姆斯拥有牛津大学一级化学学位和气候科技初创企业的背景。他于2022年加入中大担任行政总裁。

  林珍博士(左)与中大行政总裁赛姆斯

  他的其他创始人与公司的联系更久。林珍博士是该大学气候技术的领导者,并帮助创立了北京**大学。肖天存博士是世界知名的催化剂专家。

  虽然对于那些没有高级化学背景的人来说,这门科学可能很难掌握,但赛姆斯坚持认为,反应的途径是直截了当的。其“化学品”的秘密在于其专有的铁催化剂。“所有其他电子燃料公司都专注于两步走的方法。据我们所知,我们是唯一一家拥有一步催化剂的SAF公司。”

  四年前发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇学术论文概述了这一过程:获得专利的铁催化剂利用催化剂表面的活性位点,将二氧化碳和氢气直接转化为“喷气燃料范围”的碳氢化合物,避免了传统的第一阶段,即所谓的逆向水煤气转换或电化学合成气步骤,后者会产生一氧化碳。

  赛姆斯说,虽然从本世纪初开始就有了用玉米或废弃食用油等作物制成的航空生物燃料,但由于生产它们需要大量的能源和土地,它们的影响很小。更高效的工艺带来了第二代合成燃料,但这仍然昂贵且复杂。

  他承认,牛津大学的答案“还不完美”。这一过程依赖于有效回收二氧化碳——全球变暖的首要原因——作为工业过程的一部分而产生。他说,最完美的方法是直接从大气中收集二氧化碳,但这还不可行。

  赛姆斯说:“出于这个原因,我们小心翼翼地不把我们的解决方案标榜为碳中和,而是一种循环燃料,是碳利用循环的一部分。”“通过我们正在做的事情,我们正在降低大气中的碳含量。低碳是好事。如果你等待完美,那就一事无成。”

  “OX1”工厂将二氧化碳和氢气直接转化为可持续的航空燃料

  赛姆斯对氢燃料电池的潜力持怀疑态度,理由是生产和储存液氢以及提出全新飞机设计的困难。相反,合成生产的液态碳氢化合物可以利用管道、储存设施和其他现有的化石燃料基础设施进行运输和配送。

  此外,与其他saf一样,电子燃料可以与煤油混合使用。这将允许它们随着产量的增加而逐渐被采用。目前,没有商业航班可以使用超过50%的SAF混合燃料,尽管示范飞行完全由可持续燃料提供动力。

  2023年6月,该校完成了2270万美元的融资,投资者包括美国联合航空公司(United Airlines)、牛津大学(Oxford University)本身,以及几家所谓的清洁技术投资基金。这家初创公司还获得了280万英镑(370万美元)的英国**拨款,与谢菲尔德大学转化能源研究中心和替代燃料生产商Coryton分享,以展示其过程。

  尽管OXCCU将面临扩展和商业化技术的挑战,但Symes认为电子燃料的潜力是巨大的,因为它们可以很容易地取代飞机发动机中的传统碳基燃料。

  “在一个净零排放的世界里,我们仍然需要碳氢化合物,”他说。他说:“我们将向一个我们知道是巨大的市场出售石油。全球对煤炭、天然气和石油等化石燃料的需求比以往任何时候都高。”

 
(文/admin)
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