東京技術大學和臺灣技術大學合作開發將生物柴油的副產品制成高價值化學品的技術

盡管世界各地的政府、學術界和組織機構多年來一直強調使用化石燃料面臨的危機，但化石燃料的需求一直在不斷增長。由于化石燃料供應量日益減少，研究人員積極為可持續生產尋找更清潔的替代燃料。

氫可以通過水解產生，因此成為化石燃料非常有吸引力的替代品。另一種可持續的途徑是使用植物油通過酯交換轉化工藝制得的合成生物柴油。但是，合成生物柴油會產生過量的甘油(C3H8O3)，據估計，僅歐洲的生物柴油行業就產生1.4 Mt/a的過剩甘油，而這些甘油無法出售給其他行業。如果甘油可以作為獲取更高價值化學品的原料，那么將有益于生物柴油行業的發展，從而支持政府和公司放棄使用化石燃料。

東京技術大學(Tokyo Tech)和臺灣技術大學(Taiwan Tech)的研究人員最近找到了一種有效利用過剩甘油的好方法。盡管對將甘油電化學轉化為其他高價值有機化合物(例如二羥基丙酮DHA)進行了多年研究，但現有方法需要使用貴金屬(鉑、金和銀)催化劑。由于使用這些金屬的成本占甘油制DHA總成本的95%，因此該研究團隊致力于尋找價格更低的替代品。

他們在研究中發現，廉價而豐富的材料氧化銅(CuO)可以作為催化劑，即使在溫和的反應條件下也能將甘油選擇性地轉化為DHA。為此，電化學電池溶液中的pH(游離氫離子濃度)必須為特定值。通過各種顯微技術，研究人員分析了CuO催化劑的晶體結構和組成，并對其進行了特定處理以使其穩定，同時還根據溶液的pH仔細研究了系統中可能的甘油轉化途徑。這使他們能夠找到有利于生產DHA的適當反應條件。東京技術大學的首席研究員Tomohiro Hayashi教授指出：“我們不僅發現了一種新的、地球上含量豐富的催化劑，可用于高選擇性的DHA轉化，而且還展示了為生物柴油行業的廢品賦予新價值的可能性。”

更重要的是，這項研究提出的電化學系統不僅在一端用甘油生產DHA，而在另一端可通過水分解生產H2。這意味著該方法可同時解決目前的兩個問題。Hayashi教授解釋說：“生物柴油行業和制氫業都可以從我們的系統中受益，從而建立一個更加可持續發展的世界。”