垃圾填埋场甲烷排放可通过等离子化学技术转化为可持续航空燃料

澳大利亚悉尼大学的研究人员首次开发了一种使用等离子体的化学过程，可以将从垃圾填埋场排放的甲烷气体转化为可持续的喷气燃料，从而可能创造一个低碳航空业。甲烷是比二氧化碳更强大的温室气体。根据国际能源机构的数据，大气中甲烷的浓度目前约为工业化前水平的两倍半，并且正在稳步增加，废物排放和化石燃料燃烧占有相当大的比例。

该研究已在《美国化学学会杂志》上发表。澳大利亚最近加入了与美国、欧盟、日本和韩国共同签署的国际甲烷减排协议。该研究的主要作者之一，悉尼大学化学与生物分子工程学院及净零倡议倡导者PJ Cullen教授表示：“全球而言，垃圾填埋场是温室气体的主要排放源，主要是二氧化碳和甲烷的混合物。我们已经开发出一种处理方法，可以将这些气体转化为燃料，以满足航空等难以实现电气化的行业的需求。”

“现代垃圾填埋设施已经捕获、升级和燃烧其气体排放以发电，然而，我们的处理方法可以创造出更具环境影响力和商业价值的产品。”他说道。

全球垃圾填埋场的排放估计每年约为1000-2000万吨温室气体，与全球能源部门的排放量相当。航空业目前约占全球排放的3%。基于现有排放创造“闭环”燃料将消除对传统和可持续喷气燃料的需求，后者会进一步增加大气中的排放。

等离子体如何推动这一过程

这一过程将通过从填埋场提取甲烷进行，即所谓的甲烷井，它使用一种类似于井的机制来提取气体。“这一过程的美妙之处在于，这个简单的过程几乎捕获了我们需要的精确成分，”Cullen教授说道。

“非热等离子体是一种电驱动技术，可以在低温和常压下激发气体。基本上，这意味着这种方法通过在形成气泡内引发等离子体放电，促进将气体转化为增值产品。这一过程不需要热量或压力，因此需要较少的能源，使其与可再生能源供电非常兼容。”

披露

文章的作者PJ Cullen、Emma Lovell和Tianqi Zhang与PlasmaLeap Technologies有关联，该公司是本研究中使用的等离子技术的供应商。作者感谢悉尼分析核心研究设施的MagRes节点提供核磁共振基础设施，感谢悉尼分析的Michelle Wood在ATR-FTIR方面的额外帮助，以及新南威尔士大学Mark Wainwright分析中心的Aditya Rawal进行固态核磁共振测量。