东京技术大学和台湾技术大学合作开发将生物柴油的副产品制成高价值化学品的技术

尽管世界各地的政府、学术界和组织机构多年来一直强调使用化石燃料面临的危机，但化石燃料的需求一直在不断增长。由于化石燃料供应量日益减少，研究人员积极为可持续生产寻找更清洁的替代燃料。

氢可以通过水解产生，因此成为化石燃料非常有吸引力的替代品。另一种可持续的途径是使用植物油通过酯交换转化工艺制得的合成生物柴油。但是，合成生物柴油会产生过量的甘油(C3H8O3)，据估计，仅欧洲的生物柴油行业就产生1.4 Mt/a的过剩甘油，而这些甘油无法出售给其他行业。如果甘油可以作为获取更高价值化学品的原料，那么将有益于生物柴油行业的发展，从而支持政府和公司放弃使用化石燃料。

东京技术大学(Tokyo Tech)和台湾技术大学(Taiwan Tech)的研究人员最近找到了一种有效利用过剩甘油的好方法。尽管对将甘油电化学转化为其他高价值有机化合物(例如二羟基丙酮DHA)进行了多年研究，但现有方法需要使用贵金属(铂、金和银)催化剂。由于使用这些金属的成本占甘油制DHA总成本的95%，因此该研究团队致力于寻找价格更低的替代品。

他们在研究中发现，廉价而丰富的材料氧化铜(CuO)可以作为催化剂，即使在温和的反应条件下也能将甘油选择性地转化为DHA。为此，电化学电池溶液中的pH(游离氢离子浓度)必须为特定值。通过各种显微技术，研究人员分析了CuO催化剂的晶体结构和组成，并对其进行了特定处理以使其稳定，同时还根据溶液的pH仔细研究了系统中可能的甘油转化途径。这使他们能够找到有利于生产DHA的适当反应条件。东京技术大学的首席研究员Tomohiro Hayashi教授指出：“我们不仅发现了一种新的、地球上含量丰富的催化剂，可用于高选择性的DHA转化，而且还展示了为生物柴油行业的废品赋予新价值的可能性。”

更重要的是，这项研究提出的电化学系统不仅在一端用甘油生产DHA，而在另一端可通过水分解生产H2。这意味着该方法可同时解决目前的两个问题。Hayashi教授解释说：“生物柴油行业和制氢业都可以从我们的系统中受益，从而建立一个更加可持续发展的世界。”