生物质——来自植物、农业废弃物等,自人类第一次开始燃烧木材来烹饪食物或取暖以来就一直在使用。目前虽然化石燃料在能源格局中占据主导地位，但生物质正在成为清洁能源革命的重要参与者。生物质转化为低碳生物燃料，可以与传统燃料混合或直接用于减少全球变暖的温室气体 ( GHG ) 排放。生物燃料在摆脱化石燃料的过程中具有巨大的潜力。
分离技术对于实现生物燃料生产至关重要。
将有价值的化合物与其他成分分离——例如将燃料分子本身与生物质转化中存在的水、营养物质、微生物和其他有机物质分离——是生物燃料生产过程的关键。目前，分离技术消耗大量能源，也是碳密集型和昂贵的，分离可占生物质加工成本的 70%。
随着对生物燃料需求的增长，对大规模生产技术的需求也在增长。据美国能源部 ( DOE ) 生物能源技术办公室 ( BETO ) 称，改进分离技术可以将生物燃料的最低燃料价格降低 50% 或更多。
2016年，BETO成立了生物工艺分离联盟，其目标是开发具有成本效益、高性能且可扩大规模的分离技术。该联盟由美国能源部的阿贡国家实验室牵头，多实验室合作包括美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、国家可再生能源实验室、太平洋西北国家实验室和橡树岭国家实验室。
该联盟首席研究员兼阿贡应用材料部门的环境工程师 Lauren Valentino 说：“联盟致力于识别和克服与将生物质转化为燃料和化学品相关的分离挑战，来自六个实验室的团队进行联合协作的分离研究。由于联盟的工作，生物燃料和生物制品行业将可以使用新的、高性能、低成本的分离技术。不仅仅专注于一种技术，在过去的三年中，多实验室研究人员联盟针对不同的应用研究了 12 种分离技术，正在寻求新技术和现有技术的结合，这些技术处于不同的商业准备阶段。”
分离是将生物质转化为生物燃料的复杂、多步骤过程的一部分。它可能涉及物理过程，如从液体中分离固体，或化学过程，如使用含有活性炭的过滤器。“分离技术回收生产生物燃料所需的材料。它们还去除了可能影响效率的杂质”瓦伦蒂诺说。新技术可以帮助减少废物的产生并降低分离过程对环境的影响。”
目前已开展的分离技术开发工作。
该联盟利用独特的实验室能力，并在以往工作的基础上，在过去三年中致力于开展专注于萃取、膜、电化学、吸附和蒸发分离技术的项目。实施的项目有：逆流色谱、木质素分馏和纯化、基于氧化还原的电化学分离、挥发性产物回收和2,3-丁二醇分离。
“国家实验室正在汇集我们的资源、专业知识。通过这项努力，我们可以应对单一机构难以应对的复杂挑战，通过协作，我们可以利用互补的技能和资源，也分担了风险。”瓦伦蒂诺说。生物工艺分离面临众多技术挑战。这些挑战反映了广泛的生物质品种、转化方法和最终产品。
航空生物燃料是该联盟的主要关注点。航空是增长最快的排放源之一。它也是脱碳最具挑战性的交通部门之一。航空占美国与运输相关的温室气体排放量的 7.5%。各大航空公司已承诺努力到 2050 年实现净零碳排放。
2021 年，生物燃料约占美国交通能源使用总量的 6%，占全球航空燃料的不到 0.1%。与化石燃料不同，生物燃料是可持续的。据BETO称，美国每年有可能生产至少 10 亿干吨生物质，而不会对环境产生负面影响。
在接下来的三年里，该联盟将专注于分离技术，以推进交通和工业部门的脱碳。具体而言，研究人员将致力于可持续航空燃料和低碳生物产品的扩大、部署和商业化。该联盟正在与行业合作，开发有弹性且可靠的商业化技术。
阿贡国家实验室寻求解决紧迫的国家科学技术问题的方法。作为美国第一个国家实验室，阿贡在几乎所有科学学科中都进行前沿的基础和应用科学研究。
