這屬於歐洲綠色政綱——歐洲正竭力達成氣候中和,但唯有成功降低航空業的二氧化碳排放量,才能達成這個目標。因此研究人員不分晝夜地努力,以找出未來的推進技術必須具備何種能力,以及該如何製造永續燃料。
燃料占長途飛行營運成本的 50%,但何種燃料才適合,以及該如何適當調整引擎技術,才能實現飛行?上述問題的答案目前正在奧地利約翰內姆應用科技大學等機構的實驗室中進行研究。目前各界對氫抱持高度期待;氫作為燃料使用時,可達成零二氧化碳排放,且在轉化成能量時,比煤油更有效率。
目前歐盟有一項計畫正在研究如何製造「永續航空燃料 (SAF)」,從今年開始,有來自六個國家共十一個研究機構正在參與這項任務。ToFuel 計畫是由格拉茨科技大學主導,旨在發展零廢棄物且二氧化碳中和的生物精煉概念,同時生產永續並且具備經濟競爭力的航空燃料。而且全是以番茄殘渣為基礎原料。
番茄是全球消費量第二大的蔬菜(次於馬鈴薯),但說到加工方式最多的蔬菜,番茄毫無疑問是第一名(可製成沙拉、濃縮食品、番茄泥、番茄醬、義大利麵醬、蜜餞等不計其數)。無論是在中國、印度、土耳其或美國,溫室與現代科技使得一年四季都能生產新鮮農產品。歐盟是第三大生產者,收成量達到 1700 萬噸,但並非整株植物都可利用;花朵、葉子、莖、果皮、種子與不合格的番茄目前多被焚燒或當成農業廢棄物丟棄。不過,這當中存在龐大潛力;計畫主持人估計到了 2030 年,利用番茄生產過程中產生的殘渣,將有可能滿足歐洲約 3% 的永續航空燃料需求。
計畫的格言就是「從番茄莖到燃料箱」——植物殘渣必須先進行處理,才能讓微生物有效分解,這項計畫目前正在為此測試兩種分餾技術:讓生物質在擠壓的過程中經歷高溫與壓力,接著透過迅速降壓將其分解成細胞成分;在水熱液化法中,生物質會曝露在高溫與壓力之下,轉化為生物油與生物炭。這兩個方法正在進行檢驗與比較。下一步是要先去除生物油的氮化合物,才能將其精煉為燃料。
除了永續航空燃料,他們也在生產肥料、動物飼料與食用油。這項計畫也正在檢驗這些技術在生態、經濟與社會方面的影響,尤其是它們可能為食品加工產業開創新的收入來源。
格拉茨科技大學另一個引發關注的研究主題出現在電子顯微鏡真正發揮作用的那一端。生物樣本會使用染色劑處理,使其組織結構更易辨識,以便在顯微鏡下進行觀察。通用的標準染色劑是醋酸鈾,但基於安全考量,並非所有實驗室都能使用這種高度毒性且具放射性的物質。奧地利這間大學裡的研究人員發現,濃縮咖啡是同樣有效的替代方案,而且環保、無害且價格實惠。研究人員從咖啡杯裡乾掉的圓形污漬獲得啟發,他們使用藻類樣本的試驗結果令人鼓舞,與醋酸鈾直接比較時亦呈現相似結果;在某些情況下,對比值甚至更出色。儘管如此,要廣泛應用在生物電子顯微鏡領域,還是需要使用不同的組織類型做進一步研究,因此在各個層面上,咖啡仍然是推動研究的動力。
這張照片顯示藻類樣本的電子顯微鏡影像,其事先曾以濃縮咖啡進行處理,以取得更強烈的對比效果。