Специалисты Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН впервые показали, что методом высокотемпературного радиолиза из опилок можно получить качественное жидкое топливо.
Сырьем для получения жидкого топлива послужили лигнин и целлюлоза, основные компоненты древесины. Фактически, несложный процесс получения жидкого топлива проходит в две стадии. Сначала проводят сухую перегонку древесины без доступа воздуха. Пучком ускоренных электронов нагревают хорошо высушенные опилки до 400—450°С в токе метана или пропан-бутановой смеси. Под воздействием энергии ионизирующего излучения лигнин и целлюлоза распадаются. Затем парообразные продукты радиолиза охлаждают и конденсируют в водяном холодильнике при 15°С.
Продукты сухой перегонки, в зависимости от породы древесины, содержат от нескольких процентов до четверти ароматических компонентов, образованных при разложении лигнина и главных продуктов радиолиза целлюлозы — фуранов, альдегидов, алкилкетонов и карбоновых кислот. Состав полученной смеси продуктов зависит от породы древесины, например, когда используются сосновые опилки, массовая доля толуола может достигать 10 процентов. Однако эта смесь нестабильна, и её необходимо преобразовать в стабильные топливные соединения.
Для стабилизации и нужна метановая или пропан-бутановая атмосфера. В ней продукты сухой перегонки превращаются в циклические и ациклические алканы, производные тетрагидрофурана, алифатические спирты и простые эфиры. Исследователи убедились, что жидкость, полученная из березовых опилок, соответствует стандартным требованиям, предъявляемым к фракционному составу моторного топлива, и имеет октановое число не ниже 90.
Конечно, древесину можно нагревать не электронным пучком, а обычным способом, например, в муфельной печи. Однако при радиационном нагреве выход органических жидкостей возрастает в два раза по сравнению с обычным. Радиолиз, проведенный при атмосферном давлении, позволяет получить из сосны, ели, березы и осины до 15 кг/(кВт•ч) органических жидкостей. Выход полезного продукта достигает 55—65% от массы облучаемой древесины. Второе существенное преимущество состоит в том, что при радиолизе не образуется вода.
Исследователи подчеркивают, что их метод универсален — с его помощью можно получать топливо практически из любого сырья, богатого непредельными органическими соединениями.