这种方法利用了一种新型高效催化剂,可以从不同的、不纯的原材料中制造低碳生物柴油和其他有价值的复杂分子。
由于商业生产方法只能处理含有1-2%污染物的纯原料,废弃食用油目前必须经过能源密集型的清洗过程才能用于生产生物柴油。
这种新型催化剂非常坚硬,它可以用含有高达50%污染物的低等级原料(即所谓的原料)制造生物柴油。
它的效率是如此之高,它可以使生产过程的生产率翻倍,这些生产过程可以把食物残渣、微塑料和旧轮胎等垃圾转化为高价值的化学前体,这些化学前体可用于生产从药品、化肥到可生物降解包装的任何东西。
RMIT大学领导的国际合作在《自然催化》上发表了一项新的研究,报告了这种催化剂的设计。
RMIT的首席研究员Adam Lee教授说,传统的催化剂技术依赖于高纯度的原料,需要昂贵的工程解决方案来弥补它们的低效率。
“现代生活的质量在很大程度上依赖于复杂分子来维持我们的健康,并提供有营养的食物、清洁的水和廉价的能源,”李说。
“这些分子目前是通过不可持续的化学过程产生的,污染了大气、土壤和水道。
“我们新的催化剂可以帮助我们充分利用那些通常会被浪费掉的资源——从腐臭的食用油到稻壳和蔬菜皮——促进循环经济。”
“通过从根本上提高效率,它们可以帮助我们显著减少化学制造带来的环境污染,让我们离绿色化学革命更近一步。”
催化剂海绵:推进绿色化学
为了制造这种高效的新型催化剂,研究小组制作了一种微米大小的陶瓷海绵(比人的头发薄100倍),它具有很高的多孔性,并含有不同的专门活性成分。
分子最初通过大孔隙进入海绵,在那里进行第一次化学反应,然后进入小孔隙,在那里进行第二次反应。
这是首次开发出能够在单一催化剂颗粒内连续进行多种化学反应的多功能催化剂,它可能成为价值340亿美元的全球催化剂市场的游戏规则改变者。
同样来自皇家理工学院的首席研究员凯伦·威尔逊教授说,新的催化剂设计模仿了人类细胞中酶协调复杂化学反应的方式。
“以前已经开发出了可以同时进行多种反应的催化剂,但这些方法几乎不能控制化学反应,而且往往效率低下,难以预测,”威尔逊说。
“我们的仿生方法着眼于自然界的催化剂——酶——来开发一种强大而精确的方式,在一个固定的序列中进行多种反应。
“这就像拥有一条用于化学反应的纳米级生产线——所有东西都装在一个微小而高效的催化剂颗粒里。”
DIY柴油:支持分布式生物燃料生产
这种海绵状的催化剂制造成本低廉,杏耀游戏帐号不使用贵重金属。
用这些催化剂从农业废料中生产低碳生物柴油只需要一个大容器,稍微加热和搅拌。
这是一种低技术、低成本的方法,可以促进分布式生物燃料的生产,减少对化石燃料衍生柴油的依赖。
威尔逊说:“这在发展中国家尤其重要,在这些国家,柴油是家庭发电机的主要燃料。”
“如果我们能够让农民在自己的土地上直接用米糠、腰果和蓖麻籽壳等农业废料生产生物柴油,这将有助于解决能源贫困和碳排放等关键问题。”
虽然新的催化剂可以立即用于生物柴油的生产,但随着进一步的发展,它们可以很容易地进行调整,以从农业和林业废弃物、旧橡胶轮胎甚至藻类中生产航空燃料。
RMIT科学学院研究团队的下一步是将催化剂的制造从克增加到千克,并采用3D打印技术来加速商业化。
“我们也希望扩大化学反应的范围,包括光和电激活尖端技术,如人工光合作用和燃料电池,
注册杏耀平台的理由 ,”李说。
“我们正在寻求与潜在的商业伙伴合作,为不同的应用创造一系列商业化的催化剂。”