Fabricarea biodieselului din ulei vechi necurat pentru gătit cât mai ușor posibil

Catalizatorii precum buretele pot transforma producția de biodiesel și producția chimică. Imaginea prezintă buretele ceramic poros fabricat în studiu (mărit de 20.000 de ori). Credit: Universitatea RMIT

Noul catalizator ultra-eficient poate recicla uleiul vechi de gătit în biodiesel și transforma deșeurile alimentare în molecule complexe de mare valoare.

Cercetătorii au dezvoltat o metodă puternică, cu costuri reduse, de reciclare a uleiului de gătit uzat și a deșeurilor agricole în biodiesel și de a transforma deșeurile alimentare și deșeurile din plastic în produse de mare valoare.

Metoda utilizează un nou tip de catalizator ultra-eficient care poate produce biodiesel cu emisii reduse de carbon și alte molecule complexe valoroase din diverse materii prime.

Reziduurile de ulei de gătit trebuie să treacă în prezent printr-un proces energetic de purificare pentru a fi utilizate în biodiesel, deoarece metodele de producție comerciale pot trata numai materii prime pure cu 1-2% contaminanți.

Noul catalizator este suficient de puternic pentru a produce biodiesel din ingrediente de calitate inferioară, cunoscute sub numele de materie primă, care conțin până la 50% poluanți.

Este atât de eficient încât poate dubla productivitatea proceselor de producție pentru transformarea deșeurilor, cum ar fi deșeurile alimentare, microplasticele și anvelopele vechi, în precursori chimici de mare valoare, obișnuiți să facă orice, de la medicamente și îngrășăminte la ambalaje biodegradabile.

Catalizator tip burete

O ilustrare grafică care arată cum catalizatorul efectuează mai multe reacții chimice în ordine într-o singură particulă de catalizator, cu molecule care intră în burete prin porii mari (macropori) trecând apoi în porii mai mici (mezopori). Credit: Universitatea RMIT

Proiectarea catalizatorului este raportată într-un nou studiu realizat de o colaborare internațională condusă de Universitatea RMIT, publicat în Cataliza naturii.

Co-cercetătorul principal, profesorul Adam Lee, RMIT, a declarat că tehnologiile catalizatoare convenționale depind de surse de înaltă puritate și necesită soluții inginerești costisitoare pentru a compensa eficiența lor scăzută.

„Calitatea vieții moderne depinde în mare măsură de moleculele complexe pentru a ne menține sănătatea și a oferi hrană hrănitoare, apă curată și energie gratuită”, a spus Lee.

„Aceste molecule sunt produse în prezent prin procese chimice instabile care poluează atmosfera, uscatul și căile navigabile.

„Noii noștri catalizatori ne pot ajuta să obținem întreaga valoare a resurselor care sunt de obicei irosite – din uleiul gătit folosit pentru cojile de orez și cojile de legume – pentru a avansa economia circulară.

„Și prin creșterea radicală a eficienței, acestea ne pot ajuta în mod semnificativ să reducem poluarea mediului în urma producției chimice și să ne apropie de revoluția chimiei verzi”.

Burete catalizator: avansează chimia verde

Pentru a face noul catalizator ultra-eficient, echipa a produs un burete ceramic de dimensiuni micronice (de 100 de ori mai subțire decât părul uman), care este extrem de poros și conține diverse ingrediente active specializate.

Moleculele intră mai întâi în burete prin pori mari, unde suferă o primă reacție chimică și apoi trec în pori mai mici unde suferă o a doua reacție.

Este pentru prima dată când a fost dezvoltat un catalizator multifuncțional care poate efectua mai multe reacții chimice în ordine într-o singură particulă de catalizator și poate fi un schimbător de jocuri pentru piața globală a catalizatorului de 34 miliarde de dolari.

Co-directorul investigator, profesorul Karen Wilson, tot de la RMIT, a declarat că noul proiect catalizator imită modul în care enzimele din celulele umane coordonează reacțiile chimice complexe.

„Au fost dezvoltate anterior catalizatori care pot efectua mai multe reacții simultane, dar aceste abordări oferă un control redus asupra chimiei și tind să fie ineficiente și imprevizibile”, a spus Wilson.

„Abordarea noastră bio-inspirațională vizează catalizatorii naturii – enzime – pentru a dezvolta un mod puternic și precis de a efectua reacții multiple într-o secvență dată.

“Este ca și cum ai avea o linie de producție la scară nanomatică pentru reacții chimice – toate adăpostite într-o particulă mică, super-eficientă de catalizator.”

Motorină DIY: sprijinirea producției distribuite de biocombustibili

Catalizatorii precum bureții sunt ieftin de produs, fără a utiliza metale prețioase.

Producerea de biodiesel cu conținut scăzut de carbon din deșeuri agricole cu acești catalizatori necesită puțin mai mult decât un recipient mare, puțină încălzire și agitare ușoară.

Este o abordare low-tech, cu costuri reduse, care poate avansa producția dispersată de biocombustibili și reduce dependența de petrol derivat din combustibili fosili.

“Acest lucru este deosebit de important în țările în curs de dezvoltare unde petrolul este principalul combustibil pentru alimentarea cu energie electrică a generatoarelor de uz casnic”, a spus Wilson.

„Dacă am putea împuternici fermierii să producă biodiesel direct din deșeuri agricole, cum ar fi tărâțe de orez, nuci de caju și coji de semințe de ricin pe terenurile lor, ar contribui la soluționarea problemelor critice ale sărăciei energetice și ale emisiilor. carbon. “

În timp ce noii catalizatori pot fi utilizați imediat pentru producerea de biodiesel, cu o dezvoltare ulterioară, aceștia pot fi adaptați cu ușurință pentru a produce combustibil pentru jet din deșeuri agricole și forestiere, anvelope vechi din cauciuc și chiar alge.

Următorii pași pentru echipa de cercetare RMIT School sunt escalarea fabricării catalizatorului de la gram la kilogram și adoptarea tehnologiilor de imprimare 3D pentru a accelera comercializarea.

“Sperăm, de asemenea, să extindem gama de reacții chimice pentru a include activarea luminii și electrice pentru cele mai noi tehnologii, cum ar fi fotosinteza artificială și celulele de combustibil”, a spus Lee.

„Și căutăm să lucrăm cu potențiali parteneri de afaceri pentru a crea o gamă de catalizatori disponibili comercial pentru diferite aplicații.”

Referință: „O ierarhie spațială poroasă ortogonală acid– catalizator de bază pentru reacții în cascadă și antagoniste “de Mark A. Isaacs, Christopher MA Parlett, Neil Robinson, Lee J. Durndell, Jinesh C. Manayil, Simon K. Beaumont, Shan Jiang, Nicole S. Hondow, Alexander C. Lamb, Deshetti Jampaiah, Michael L. Johns, Karen Wilson și Adam F. Lee, 26 octombrie 2020, Cataliza naturii.
DOI: 10.1038 / s41929-020-00526-5

Cercetarea a fost sprijinită prin finanțare din partea Consiliului de cercetare australian (Discovery, Linkage, Industrial Transformation Training Centers).

Această cercetare a fost realizată de colaboratori de la University College London, University of Manchester, University of Western Australia, University of Plymouth, Aston University, Durham University și University of Leeds.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.