Биодизель из грязного старого растительного масла стало делать намного проще

Исследователи разработали мощный, недорогой метод переработки использованного кулинарного масла и сельскохозяйственных отходов в биодизельное топливо, а также превращения пищевых отходов и пластмассового мусора в дорогостоящие продукты.

В этом методе используется новый тип сверхэффективного катализатора, способного создавать низкоуглеродное биодизельное топливо и другие ценные комплексные молекулы из разнообразного, загрязненного сырья.

Биодизель по-новому

Отработанное кулинарное масло в настоящее время должно пройти энергоемкий процесс очистки для использования в биодизеле, так как коммерческие методы производства могут работать только с чистым сырьем, содержащим 1-2% загрязняющих веществ.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Новый катализатор настолько прочен, что из него можно получать биодизельное топливо из низкосортных ингредиентов, известных как сырье, содержащее до 50% загрязняющих веществ.

Он настолько эффективен, что может удвоить производительность производственных процессов по переработке отходов, таких как пищевые отходы, микропластик и старые шины, в дорогостоящие химические прекурсоры, используемые для производства чего угодно, начиная от лекарств и удобрений и заканчивая упаковкой, поддающейся биологическому разложению.

О конструкции катализатора сообщается в новом исследовании, проведенном в рамках международного сотрудничества под руководством университета RMIT и опубликованном в журнале Nature Catalysis.

Со-ведущий исследователь, профессор Адам Ли (Adam Lee), RMIT, сказал, что традиционные каталитические технологии зависят от высокочистого исходного сырья и требуют дорогостоящих инженерных решений для компенсации их низкой эффективности.

"Качество современной жизни в решающей степени зависит от сложных молекул для поддержания нашего здоровья и обеспечения питательной пищи, чистой воды и дешевой энергии", - сказал Ли.

"В настоящее время эти молекулы образуются в результате неустойчивых химических процессов, которые загрязняют атмосферу, почву и водоемы".

"Наши новые катализаторы могут помочь нам получить полную стоимость ресурсов, которые обычно уходят в отходы - от прогорклого использованного масла для приготовления пищи до рисовой шелухи и овощных очисток - и тем самым способствовать развитию экономики с замкнутым циклом".

"И, радикально повысив эффективность, они могут помочь нам значительно уменьшить загрязнение окружающей среды в результате химического производства и приблизить нас к революции в зеленой химии".

Для создания нового сверхэффективного катализатора команда изготовила керамическую губку микронного размера (в 100 раз тоньше человеческого волоса), которая обладает высокой пористостью и содержит различные специализированные активные компоненты.

Молекулы сначала проникают в губку через большие поры, где проходят первую химическую реакцию, а затем переходят в более мелкие поры, где проходят вторую реакцию.

Впервые был разработан многофункциональный катализатор, способный последовательно осуществлять несколько химических реакций в пределах одной частицы катализатора, что может изменить ситуацию на мировом рынке катализаторов стоимостью 34 миллиарда долларов США.

Со-ведущий исследователь профессор Карен Уилсон (Karen Wilson), также из RMIT, сказала, что новый дизайн катализатора имитирует способ, которым ферменты в клетках человека координируют сложные химические реакции.

"Ранее были разработаны катализаторы, которые могут выполнять несколько одновременных реакций, но эти подходы мало контролируют химию и, как правило, являются неэффективными и непредсказуемыми", - сказал Уилсон.

Наш био-инспирированный подход рассматривает природные катализаторы-ферменты, чтобы разработать мощный и точный способ осуществления множественных реакций в заданной последовательности".

"Это все равно, что иметь наноразмерную производственную линию для химических реакций - все размещается в одной, крошечной и сверхэффективной частице катализатора".

Губчатые катализаторы дешевы в производстве, без использования драгоценных металлов.

Изготовление низкоуглеродного биодизеля из отходов сельского хозяйства с помощью этих катализаторов требует чуть больше, чем большой контейнер, немного щадящего нагревания и перемешивания.

Это низкотехнологичный, низкозатратный подход, который может способствовать продвижению распределенного производства биотоплива и снизить зависимость от дизельного топлива, получаемого из ископаемого топлива.

"Это особенно важно в развивающихся странах, где дизельное топливо является основным топливом для бытовых электрогенераторов", - сказал Уилсон.

"Если бы мы могли предоставить фермерам возможность производить биодизельное топливо непосредственно из сельскохозяйственных отходов, таких как рисовые отруби, орехи кешью и скорлупа касторовых семян, на их собственной земле, это помогло бы решить важнейшие проблемы энергетической бедности и выбросов углекислого газа".

В то время как новые катализаторы можно сразу же использовать для производства биодизельного топлива, при дальнейшей разработке их можно легко приспособить для производства реактивного топлива из отходов сельского и лесного хозяйства, старых резиновых шин и даже водорослей.

Следующими шагами для научно-исследовательской группы RMIT являются расширение производства катализаторов с граммов до килограммов и внедрение технологий 3-D печати для ускорения коммерциализации.

"Мы также надеемся расширить спектр химических реакций, включив в него световую и электрическую активацию для передовых технологий, таких как искусственный фотосинтез и топливные элементы", - сказал Ли.

"И мы надеемся на сотрудничество с потенциальными бизнес-партнёрами для создания ряда коммерчески доступных катализаторов для различных областей применения". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet