生質柴油是用未加工過的或者使用過的植物油以及動物脂肪通過不同的化學反應製備出來的一種環保的生質燃料,這種生物燃料的使用方式跟柴油一樣。
今周刊編按:台灣也有類似產業。位於新北市承德油脂每年回收全近九成的廢食用油約7萬公噸,並透過化學催化製程與蒸餾精煉技術轉化成高品質生質柴油。
純熟的製油技術與規模使國內其他業者無法企及,生質柴油品質更勝南韓、中國大陸,讓歐美買家紛紛轉向這家臺灣企業,在國際市場佔有一席之地,去年外銷歐洲就超過6萬公噸,英國石油公司、殼牌石油,以及西班牙石油公司都是它的重要客戶,每年更締造新台幣15億的價值。
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全球大部分的大型運輸工具,短期內難以完全電氣化
該研究的關鍵在於使用四甲氧硼酸鈉(NaB(OMe)4)作為活性成分,能夠與油脂發生反應生成生質柴油。這種方法的一大優勢是可以輕易地將生質柴油從副產品中分離出來,只需要簡單地將其倒出即可。
更令人驚喜的是,整個轉化過程僅需 40°C(104°F)的溫度,遠低於水的沸點,且反應時間不到一小時,大大節省了能源成本。
研究團隊指出,他們利用(NaB(OMe)4)作為活性成分,成功將各類廢油和植物油轉化為生物質柴油,並克服了傳統生產工藝中的多個難題,如避免產生皂化反應(Saponification)、無需繁瑣的去水處理,且副產物多為固體,易於與生物柴油進行分離。圖片來源:加州大學研究
研究的主要作者、化學系博士生 Kevin Lofgren 表示,他一直對生質柴油有著濃厚興趣。通過探索這種新材料,他發現它能夠有效地分解油脂,促進生質柴油的形成。
這項研究重要的原因在於,儘管目前乾淨能源越來越多地轉向太陽能和電能,但美國的工業部門仍然高度依賴柴油燃料。目前,全球大部分的貨運卡車、火車和船舶都使用柴油引擎,短期內難以完全電氣化。
為工業運輸提供更環保的能源選擇
而這項新發明的另一大優勢是減少成本。研究人員指出,生產過程中最昂貴的原料是可以再生的,這意味著長期來看可以大幅降低生產成本。更重要的是,這種生質柴油被認證為碳中和燃料,無需對引擎進行改裝就能直接使用。
化學與生物化學教授、研究共同作者 Scott Oliver 強調,能源是每個農場、食品生產工廠和運輸車輛的必需品。這種新方法的特點是可以在接近室溫的條件下進行,且原料可重複使用,不需要建立大型煉製廠,甚至可以直接在農場進行生產。
研究發表在美國化學會發行的科學期刊《能源與燃料》上,實驗結果顯示,使用來自大型連鎖快餐店的廢棄食用油,以及大豆油、玉米油、橄欖油和動物脂肪進行酯交換反應 (Transesterification),在 80°C(176°F)溫度下反應一小時,平均產率可達 85%。
這項創新技術為解決能源問題和環境保護提供了一個可行的方案,不僅能夠有效利用廢棄物,還能為工業運輸提供更環保的能源選擇。
參考資料:
Interesting Engineering:Waste oil turned into biodiesel in just 60 minutes, can power all types of vehicles
Sci-Tech Vista:生質柴油的冰與火之歌
本文授權自科技報橘,原文見此。