椰子油航空燃料在发动机测试中效率与煤油相当

# 椰子油喷气燃料在引擎测试中达到与煤油同等效率 来源：https://studyfinds.com/coconut-oil-jet-fuel-matches-kerosenes-efficiency-in-engine-tests/ 椰子油 （图片由Yuriy Ivanovskiyo/Shutterstock提供） ### 核心摘要 - 椰子油衍生的生物燃料与标准喷气燃料混合，在引擎测试中达到了与纯喷气燃料相当的热效率。 - 更高的生物燃料混合比例减少了未燃烧碳氢化合物排放，研究人员认为这与生物燃料不含传统煤油中的芳香族化合物有关。 - 在所有测试的混合比例中，排气中的二氧化碳浓度与纯煤油保持一致。 椰子油长期以来在厨房和美容产品中占据一席之地，但研究人员现在正严肃地论证将其用于喷气发动机的可行性。新研究发现，由椰子油制成的航空生物燃料在为小型喷气发动机提供动力时，其效率与传统喷气燃料大致相当，且未燃烧碳氢化合物排放更低，尽管混合燃料消耗更多且会排放略多的一氧化碳。 航空业在全球二氧化碳排放中占有相当大的份额（https://studyfinds.com/tag/carbon-dioxide/），近年来，该行业寻找更清洁燃料选项的压力不断加剧。国际民航组织已将可持续航空燃料（通常称为SAF）确定为减少航空业碳足迹的最有效单一策略。但目前许多生产SAF的方法本身能耗高且成本昂贵，这削弱了其环境效益。发表在《Fuel》期刊（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236126019630?via%3Dihub）上的这项新研究，专注于一种旨在完全避免该问题的生产方法，该技术从一开始制造燃料所需的能源就少得多。 大阪公立大学的研究人员测试了通过他们称为“共溶剂法”的工艺从椰子油（https://studyfinds.com/best-coconut-oil/）制成的生物燃料。该工艺将丙酮与酒精和椰子油混合，无需传统生产方法所需的高温高压，即可生产出高纯度生物燃料（https://studyfinds.com/eco-friendly-travel-environment-sustainability/）。该团队没有止步于生产环节，而是更进一步，在小型喷气发动机中燃烧了该燃料，并测量了发动机性能和废气排放。 ### 更环保的椰子油喷气燃料制造方法 大多数SAF生产路线都涉及高强度的工业流程，包括高温精炼步骤，在起飞前就消耗了燃料生命周期中的能量。共溶剂法则不同。通过向酒精和椰子油的混合物中添加丙酮，使通常不相容的液体均匀混合并在相对较低的温度下完全反应，生产出纯度超过97%的生物燃料。 椰子本身作为原料具有实用优势。在加工过程中提取内部水分后，约30%的椰子被丢弃。本研究使用的油来自研究人员描述为丢弃物和不可食用的材料，包括大种子和剩余果肉，因此该燃料利用了作物中原本会被浪费的部分。该过程还会产生适用于车辆和船舶的生物柴油，以及作为副产品的高质量甘油。 研究人员生产和测试了两种生物燃料：一种使用甲醇，另一种使用乙醇（https://studyfinds.com/tag/ethanol/）。两者都是常用于柴油发动机（https://studyfinds.com/diesel-fuel-cleaner-fuel-gasoline/）研究的植物基燃料，但这项研究考察了它们在喷气发动机中的行为，这是一个相对较少受到科学关注的课题。 ### 引擎内部：椰子油喷气燃料的实际表现如何 研究人员在一种最高转速可达13万转/分钟的商用小型喷气发动机中测试了该燃料。他们将生物燃料与传统煤油按10%、30%和50%（按体积计）的生物燃料比例混合，然后在不同转速下运行发动机。测量指标包括燃料消耗量（https://studyfinds.com/aviation-contrails-cost-billions-climate-damage/）、发动机效率以及四种污染物的排放浓度：未燃烧碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和一氧化氮。 在燃料效率方面，混合燃料需要燃烧更多燃料才能产生相同的推力。在8万转/分钟时，50%的甲醇基混合燃料比纯煤油多消耗约16.8%的燃料，而乙醇基混合燃料则多消耗约19.6%。这主要是因为生物燃料单位质量所含能量低于煤油，因此必须燃烧更多燃料以维持相同的输出水平。 尽管按质量计燃烧了更多燃料，但混合燃料将热量转化为有用功的比率与纯煤油相当。在10万转/分钟时，最高比例生物燃料混合物的热效率与纯煤油相差很小，并且在所有测试的混合比例下，推力输出保持一致。 ### 排气中的物质 排放物是椰子油基喷气燃料展现出最鼓舞人心结果的地方。提高混合燃料中生物燃料的比例，持续降低了未燃烧碳氢化合物的排放（https://studyfinds.com/cruise-ship-air-pollution-may-weaken-lungs-against-covid-and-colds-study-shows/）。在50%的混合比例下，根据发动机转速的不同，排气中碳氢化合物的浓度比纯煤油降低了大约5%到40%。研究人员表示，这种下降部分归因于燃料成分，因为椰子衍生的生物燃料不含传统喷气燃料中存在的环状芳香烃分子。 在所有测试的混合比例下，二氧化碳排放水平与纯煤油保持一致。虽然更高的生物燃料含量增加了总燃料消耗量，但排气中的二氧化碳并没有成比例上升。研究人员表示，这种模式可能表明部分未燃烧的生物燃料离开了发动机，这是一个他们标记为未来研究的问题。 不完全燃烧的产物一氧化碳排放量在较高混合比例下确实略有增加。50%的混合燃料根据发动机转速不同，产生的一氧化碳（https://studyfinds.com/carbon-neutral-jet-fuel/）比纯煤油多约3%到17%。研究人员将此归因于生物燃料比煤油更难点燃，且所含能量较少，这两者都可能在燃烧室内造成缺氧的富燃料区域。 一氧化氮排放物（在高空可能加剧臭氧层损耗（https://studyfinds.com/ozone-heating-earth-climate-change/)）在生物燃料混合物与纯煤油之间大体相当。在所有测试的操作条件下，30%的甲醇基混合物显示的一氧化氮浓度比纯煤油低20%到30%，作者表示，这一结果需要进一步研究才能完全解释。 ### 椰子油喷气燃料的挑战仍存 这种生物燃料与在飞机常规使用之间还存在几个实际障碍。椰子衍生的生物燃料在储存过程中会吸收大气水分，容易随时间推移逐渐氧化，并可能导致金属部件轻微腐蚀。暴露于甲醇基混合燃料的不锈钢在一到两周后出现了锈迹。作者指出，需要进行数月到数年的长期测试，并且值得研究抗氧化添加剂和密封性更好的储存容器（https://studyfinds.com/best-storage-containers/）。 生物燃料中的氧含量也超出了当前国际航空燃料认证标准，这意味着在这些燃料能在商业飞机（https://studyfinds.com/commercial-jets-cool-the-planet/）上使用之前，需要进行额外的化学处理。加氢处理可以使氧含量符合标准，但研究人员承认，该过程会降低燃料产量。 椰子油衍生的生物燃料尚未准备好完全替代传统喷气燃料，但这项研究的性能数据确实提出了一个有说服力的论点，即这一概念值得深入探索。如果生产优势得以保持，并且剩余的燃料质量（https://studyfinds.com/tag/fuel/）问题能够得到解决，椰子油可能成为航空业寻求更低环境影响燃料的又一个候选者，这种燃料源自一种热带坚果。 --- ### 论文注释 #### 局限性 本研究使用了小型微型喷气发动机，而非全尺寸商用飞机发动机，因此结果可能无法直接应用于更大的推进系统。废气测量在发动机喷嘴出口下游30毫米处进行，研究人员承认环境空气可能稀释了采集的气体，可能影响测量准确性。该研究也未测量某些有毒化合物，特别是多环芳烃，作者指出这是未来研究的优先事项。研究未完成燃料储存稳定性和材料腐蚀的长期测试，这需要数月到数年的观察。两种生物燃料的氧含量均超出了当前的国际航空燃料标准。此外，由于发动机内部陡峭的温度梯度，涡轮进口温度测量存在不确定性，未来的工作可能需要使用更高精度的分析方法来验证所测量的一氧化氮浓度。 #### 资金与披露 本工作得到了大阪市创新支持基金的资助。通讯作者Shinichiro Ogawa披露了其与大阪公立大学的雇佣关系。所有其他作者均声明没有已知的可能影响该工作的竞争性财务利益或个人关系。 #### 出版详情 **作者：** Shinichiro Ogawa, Takuto Hongo, Yasuaki Maeda, Huynh Phuong Uyen Nguyen, and Koichi Mori，均隶属于日本大阪府堺市大阪公立大学。 **期刊：** *Fuel (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236126019630?via%3Dihub)*，第428卷（2027年），文章编号140208，由Elsevier出版。 **论文标题：** “使用共溶剂法从椰子油衍生的航空生物燃料的燃烧与排放特性：面向环保微型喷气发动机” **DOI:** 10.1016/j.fuel.2026.140208 (https://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2026.140208) **收稿日期：** 2025年1月9日。**接受日期：** 2026年6月2日。**在线发布日期：** 2026年6月8日。 被科学家和研究人员称为“卓越”、“精彩”和“恰到好处”的我们广受赞誉的StudyFinds分析文章，是使用基于人工智能的独家模型创作的，并由StudyFinds编辑团队进行全面的人工监督。对于这些文章，我们使用多个系统间无与伦比的大语言模型流程来分析整个期刊论文、提取数据并创建准确、易于理解的内容。我们的写作和编辑团队在发布前对每篇文章进行校对和润色。最近的研究表明，人工智能解释科学研究的能力可以与领域专家和专家相媲美（甚至更好），StudyFinds是最早在批准在其网站上广泛使用该技术之前对其进行采用和测试的机构之一。我们坚持我们的实践，并不断更新我们的流程，以确保达到最高的准确性水平。阅读我们的AI政策（下方链接）以获取更多信息。 我们的编辑团队 Steve Fink 主编 John Anderer 副主编