背景：航空減碳的迫切性

商業(yè)航空占全球二氧化碳排放量的2.5%，且隨著航空需求增長，碳排放壓力日益嚴(yán)峻。為實現(xiàn)國際減排目標(biāo)（如2050年凈零-排放），航空業(yè)亟需替代傳統(tǒng)化石燃料。目前主流方案包括 可持續(xù)航空燃料（SAF） 和氫能：

l SAF：通過生物質(zhì)（植物油、藻類、廢棄油脂）或合成工藝（電解水制氫+CO?捕獲）生產(chǎn)，化學(xué)性質(zhì)與傳統(tǒng)航空煤油一致，可直接混合使用（最高50%），全生命周期減排高達80%。

l 氫能：質(zhì)量能量密度為傳統(tǒng)燃料的3倍（120 MJ/kg），可實現(xiàn)零碳排放，但需解決存儲、運輸及燃燒技術(shù)難題。

截至2025年，SAF僅占全球航空燃料的0.6%，但需求預(yù)計2030年增至45億加侖（占3.8%）。氫能則處于技術(shù)驗證階段，尚未大規(guī)模應(yīng)用。

傳統(tǒng)燃料與替代方案的局限性

1. 傳統(tǒng)航空煤油：

l 高碳排放（生命周期排放89克CO?eq/MJ），依賴化石能源。

2. SAF的挑戰(zhàn)：

l 成本高昂：當(dāng)前價格是傳統(tǒng)燃料的3-7倍，生物質(zhì)原料供應(yīng)有限。

l 生產(chǎn)瓶頸：合成SAF（e-SAF）依賴綠氫與碳捕集，能源消耗大。

l 混合比例限制：目前僅允許50%混合，100%純SAF需發(fā)動機適配。

3. 氫能的障礙：

l 存儲與運輸：液態(tài)氫需-253℃極低溫儲存，儲氫罐設(shè)計復(fù)雜，機場基礎(chǔ)設(shè)施需全面改造。

l 燃燒技術(shù)：傳統(tǒng)發(fā)動機無法直接使用氫燃料，氫燃料電池能量密度僅傳統(tǒng)發(fā)動機一半。

l 環(huán)境影響：燃燒可能增加水蒸氣排放，加劇航跡云效應(yīng)。

低場核磁共振技術(shù)：氫含量檢測的核心利器

原理與優(yōu)勢

低場核磁共振（LF-NMR）基于氫質(zhì)子（1H）信號捕捉能力，通過弛豫譜圖分析含氫分子的微觀運動，實現(xiàn)對燃料成分的定性與定量檢測。其在SAF和氫燃料領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用包括：

1. SAF穩(wěn)定性與成分分析：

l 快速檢測生物柴油氧化穩(wěn)定性，量化抗氧化劑效果，提升燃料壽命。

l 精準(zhǔn)測定混合油品中生物柴油含量，確保符合混合標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM D7566）。

2. 氫燃料研發(fā)支持：

l 監(jiān)測木質(zhì)素噴氣燃料等新型儲氫材料的氫存儲效率，助力高密度氫載體開發(fā)。

l 無損分析氫分子在燃料中的分布狀態(tài)，優(yōu)化儲氫材料結(jié)構(gòu)。

技術(shù)優(yōu)勢：

l 綠色高效：無需化學(xué)試劑，無污染，5分鐘內(nèi)完成檢測。

l 高精度：對氫原子敏感，誤差率＜1%，優(yōu)于傳統(tǒng)色譜法。

l 適用性廣：可適配實驗室與生產(chǎn)線，支持SAF生產(chǎn)質(zhì)控與氫燃料研發(fā)。

未來展望：協(xié)同創(chuàng)新推動航空脫碳

l SAF路徑：需擴大生物質(zhì)來源（如廢棄物）、降低e-SAF成本，并推動100%純SAF發(fā)動機認(rèn)證。

l 氫能路徑：突破極低溫存儲技術(shù)，開發(fā)低NOx燃燒系統(tǒng)，建設(shè)“氫樞紐機場”。

l 檢測技術(shù)升級：低場核磁共振可進一步整合AI算法，實現(xiàn)燃料性能的實時預(yù)測與優(yōu)化。

應(yīng)用案例：

SAF與氫能是航空業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的雙引擎，而低場核磁共振作為關(guān)鍵技術(shù)，將為燃料研發(fā)與質(zhì)量控制提供核心支撐。在政策驅(qū)動下（如歐盟SAF強制配額），航空業(yè)有望在2030年迎來可持續(xù)燃料的規(guī)模化拐點。