Peneliti menciptakan metode potensial untuk membuat avtur net-zero

Tim peneliti interdisipliner di Worcester Polytechnic Institute (WPI) telah mengembangkan terobosan potensial dalam penerbangan hijau: resep bahan bakar net-zero untuk pesawat yang akan menarik karbon dioksida (CO2)₂) dari udara. Penelitian, yang menggunakan pemodelan dan analisis komputasi yang canggih, baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal tersebut Bahan bakar.

Dipimpin oleh Jagan Jayachandran, asisten profesor teknik kedirgantaraan, dan Adam Powell, profesor teknik mesin dan material, pekerjaan tersebut membantu mengatasi masalah perubahan iklim yang mendesak. Penerbangan menyumbang sekitar 2,5% dari semua emisi rumah kaca global, menurut Dewan Internasional Transportasi Bersih (ICCT), dan jumlah itu diperkirakan akan terus meningkat.

“Seiring dengan pertumbuhan penerbangan, emisi industri juga akan meningkat,” kata Powell. “Kita perlu berpikir out of the box dan melihat bahan berkelanjutan yang akan berkontribusi pada solusi jangka panjang untuk mengurangi jejak karbon sektor transportasi.”

Melalui pemodelan dan analisis komputasi, Jayachandran dan Powell mengembangkan formula bahan bakar yang terdiri dari magnesium, mineral yang ditemukan di seluruh dunia, paling melimpah di lautan dunia. Bubur magnesium hidrida—senyawa kimia yang terbuat dari magnesium dan hidrogen—dicampur dengan bahan bakar hidrokarbon akan terbakar menghasilkan CO₂uap air dan nanopartikel magnesium oksida (MgO).

Bahan bakar magnesium hidrida juga akan memberi pesawat jangkauan untuk penerbangan jarak jauh—misalnya, dari Boston ke Tokyo—sesuatu yang telah menjadi tantangan untuk disediakan oleh bahan bakar penerbangan berkelanjutan lainnya. Kisaran yang lebih jauh itu dicapai, sebagian, karena sifat kimia bubur—volume yang lebih rendah diperlukan untuk pembakaran daripada bahan bakar penerbangan pada umumnya.

“Kami menemukan bahan bakar ini akan memiliki jangkauan hingga 8% lebih banyak daripada bahan bakar jet lainnya saat ini, dan lebih dari dua hingga tiga kali lebih jauh daripada hidrogen cair atau amonia yang telah diusulkan oleh peneliti lain sebagai bahan bakar berkelanjutan,” kata Jayachandran.

Departemen Energi menggambarkan bahan bakar penerbangan berkelanjutan sebagai “biofuel yang digunakan untuk menggerakkan pesawat yang memiliki sifat serupa dengan bahan bakar jet konvensional tetapi dengan jejak karbon yang lebih kecil.” Biofuel ini telah dibuat dari sumber daya antara lain biji jagung, ganggang, kehutanan, dan residu pertanian. Menggunakan biofuel sebagai hidrokarbon dalam bubur dengan magnesium hidrida ini berpotensi menyebabkan emisi negatif bersih.

Memperhatikan janji penelitian untuk mengurangi emisi dan ancaman iklim lainnya, Powell berkata, “kami berharap pekerjaan kami, yang membuka kategori baru bahan bakar penerbangan berkelanjutan akan memicu imajinasi peneliti lain. Langit adalah batasnya.”