Новости химической науки > Жир от картошки-фри превращается в биотопливо

Исследователи из Китая и Сингапура разработали дешевый и экологически безопасный каталитический процесс, позволяющий получить топливо из жирных кислот. Для работы каталитической системы нет необходимости использовать растворитель и водород [1].

Органическое биотопливо из отходов жиров и масел, как например, растительного масла после жарки, может частично снизить проблему зависимости от ископаемого топлива, а также решить вопрос утилизации отходов пищевой промышленности. Обычно для получения такого биотоплива проводят переэтерификацию жиров в сильнощелочной среде. Такой подход не только приводит к образованию большого количества отходов с сильноосновной средой, но и не позволяет понизить содержание кислорода в биотопливе, поэтому топливо, получаемое таким способом, не может использоваться для дизельных двигателей. Переэтерификация также плохо подходит для переработки производных жирных кислот – омыление (образование солей этих жирных кислот с щелочными металлами) приводит к дезактивации катализатора.

Исследовательские группы Дина Ма (Ding Ma) из Университета Пекина и Нина Яня (Ning Yan) из Национального университета Сингапура испытали возможность применения дешевых и коммерчески доступных солей никеля в качестве прекатализаторов дезоксигенирования жирных кислот и их триглицеридов до короткоцепочечных углеводородов, не используя растворитель.

В ходе каталитической реакции образуются наночастицы никеля, которые и являются катализаторами, эти наночастицы стабилизируются жирными кислотами. Было обнаружено, что наноникель активнее обычных никельсодержащих катализаторов и может ускорять превращение широкого ряда субстратов.

Тем не менее, коммерциализация этой технологии требует предварительного решения ряда технических вопросов. Авторитет в химической технологии и специалист по разработке реакторов для химических производств Дмитрий Мурзин (Dmitry Murzin), работающий в Академическом Университете Або Финляндии, отмечает, что хотя новая реакция наглядно демонстрирует возможность дезоксигенирования на никелевом катализаторе без применения водорода, до практического применения этого наблюдения предстоит пройти еще немалое расстояние.

Процесс, не требующий растворителя, позволяет превращать жирные кислоты в смесь углеводородов, которую можно использовать в качестве дизельного топлива. (Рисунок из Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/c5gc01147g)

Янь заявляет, что предварительно проведенный экономический анализ [2] позволяет говорить о том, что новый способ получения биодизельного топлива будет обходиться примерно во столько же, во сколько обходится производство биодизеля по существующим технологиям, подчеркивая, что капитальные вложения, необходимые для строительства завода, работающего по этой технологии, будут существенно ниже.

Цзиньжу Чен (Jinzhu Chen), эксперт по переработке биомассы из Института проблем переработки энергии Гуанчжоу (Китай), утверждает, что результаты работы демонстрируют возможность того, что каталитические системы могут оказаться проще и дешевле, чем предполагалось ранее, что может увеличить конкуренцию исследователей, работающих в этом направлении.

Источники: [1] Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/c5gc01147g; [2] Bioresour. Technol., 2003, 90, 229 (DOI: 10.1016/S0960-8524(03)00150-0)

метки статьи: #вопросы экологии, #кинетика и катализ, #химическая технология, #химия биомассы