催化剂|新催化剂将碳废弃物打造成柴油生物燃料
美国研究人员开发新型单相催化剂 ， 将可再生的碳废弃物转化为可持续性柴油燃料 。
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盖世汽车讯据外媒报道 ， 美国国家可再生能源实验室（NREL）和美国能源部的生物能源化学催化联盟（ChemCatBio）和联合优化燃料与发动机计划（Co-Optima）的研究人员 ， 联手开发新型单相催化剂 ， 将可再生的碳废弃物转化为可持续性柴油燃料 。
研究人员通过还原醚化化学方法 ， 将从微生物羧酸中提取的乙醇和酮基底物转化为醚生物燃料 ， 以便与传统柴油混合使用 。这种连续性催化工艺的设计 ， 旨在降低间歇式化学带来的生产成本 。另外 ， 这种新燃料与基础设施具有潜在兼容性 ， 而且与柴油燃料相比 ， 可以减少温室气体排放 ， 大大降低了采用新技术的潜在风险 。更重要的是 ， 随着对柴油的需求上升 ， 采用这种燃料 ， 有助于以可持续的方式满足这一需求 。
去年秋天 ， NREL和Co-Optima团队 ， 发现一种很有发展潜力的新型生物混合燃料——4-丁氧庚烷 ， 利用生物质中的氧气 ， 制造性能更高的柴油燃料 。还原醚化工艺使用单相催化剂 ， 更有效地生产4-丁氧庚烷 。研究人员DerekVardon表示："通过这项研究 ， 我们希望开发新的生物燃料转化工艺 ， 这一过程适用于可再生能源和废物转化能源技术 。"
在该项目中 ， 研究人员首次通过还原醚化技术 ， 优化单相催化剂 ， 用于开发可再生燃料 。研究人员在研发过程中面临挑战 ， 因为催化剂必须同时执行两种功能 ， 在一个过程中混合金属位点和酸位点 。在一个商业合作伙伴的帮助下 ， 研究团队在催化剂载体内找到了合适的酸度 。同时 ， 研究团队使用钯金属纳米颗粒 ， 通过化学方法将分子连接在一起 。
单相催化剂具有再生性能 ， 这是极具前景的一个特点 。此类化学工艺能够生成一种生物燃料 ， 不仅可以清洁燃烧 ， 而且烟灰指数较低 。同时 ， 值得一提的是 ， 这种催化剂可以保持长期稳定性 ， 甚至在再生时变得更加活跃 。对于工业催化剂来说 ， 高稳定性至关重要 ， 因为这些催化剂必须使用数年 ， 才能实现经济和环境可持续发展 。
研究人员将继续研究和改进这一工艺 。因为钯虽然很有效 ， 但也很昂贵 。该团队正在探索钯的功能 ， 以确定具体使用量 。此外 ， 研究人员正在进行测试 ， 以发现该类催化剂在处理更复杂废料时的性能 。除了4-丁氧庚烷 ， 这些废料还能产生醚混合物 。
【催化剂|新催化剂将碳废弃物打造成柴油生物燃料】Vardon说："我们未来将与阿贡国家实验室合作 ， 从原子的角度观察表面发生的事情 ， 以帮助我们设计下一个高性能、低成本的催化剂材料 。"
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