Химики из Калифорнийского университета в Санта-Крузе представили инновационный метод производства биодизеля из использованного растительного масла – значительно более простой, чем известные на сегодняшний день.
В 2022 году транспортный сектор США потреблял до 3 миллионов баррелей дизтоплива в день – это 75% от потребления дизеля в целом по стране. При этом выбросы CO₂ от дизельнных двигателей составили до 10% всех энергетически связанных выбросов углекислого газа в США.
Большая часть грузовых автомобилей, морских судов, товарных поездов, перевозящих грузы во всем мире, на сегодняшний работают на дизеле, несмотря на предпринятые и зачастую успешные усилия по переводу транспорта на электроэнергию. Производство биодизеля до сих пор оставалось сложным и энергозатратным процессом, что сдерживало его широкое распространение. В результате в 2022 году на долю биотоплива приходилось всего 6% от всех энергоресурсов, использованных американским транспортом.
Исследование под руководством Кевина Лофгрена демонстрирует новый метод преобразования использованного растительного масла в биодизель с помощью соединения тетраметоксибората натрия. Уникальность этого метода заключается в простоте разделения биодизеля и образующихся в ходе реакции побочных продуктов: отделение происходит простым сливом смеси, что снижает энергозатраты и делает процесс более доступным.
Кроме того, инновация решает ряд проблем, характерных для других способов выработки биодизеля. В частности, некоторые современные методы подразумевают выработку в качестве побочного продукта мыла, что усложняет очистку готового топлива и снижает количество конечного продукта. Также для получения биодизеля обычно требуется пальмовое масло, из-за чего вырубаются леса под монокультурные плантации пальм. Известные на сегодняшний день методы выработки биодизеля требуют действия высоких температур и давления, что делает их затратными и неблагоприятными для окружающей среды.
Новый метод Лофгрена позволяет получать топливо при температуре всего 40°C, что ниже температуры кипения воды. Более того, из отходов процесса можно восстанавливать самый дорогой компонент процесса, что делает способ еще более экономически выгодным.
«Я всю жизнь мечтал работать над биодизелем», — делится Лофгрен. «Я начал исследовать новое соединение, чтобы проверить, сможет ли оно разлагать жиры отработанного масла и катализировать производство биотоплива, и с этого момента все стало развиваться».
Метод позволяет превращать около 85% использованного масла в биодизель, соответствующий большинству стандартов промышленности для тяжелой техники. Хотя содержание воды в образцах было немного выше нормы, ученые уверены, что при масштабировании технологии этот показатель можно улучшить.
Соавтор работы доктор Скотт Оливер отмечает: «Чтобы производить энергию, нужно много энергии. Предложенная нами методика позволяет использовать отходы масла и более мягкий нагрев по сравнению с нынешними нефтеперерабатывающими заводами, которые нуждаются в большом количестве энергии и негативно влияют на окружающую среду».
Старший соавтор работы, профессор Бактхан Сингарам, подчеркивает, что новый метод позволяет обойтись без дорогих установок для переработки нефти, его можно будет использовать даже на ферме.
Ученые надеются, что их метод станет важным шагом к более экологичному топливу и окажет значительное влияние на промышленность и сельское хозяйство.
Ранее ученые нашли простой способ производить этанол из углекислого газа.