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2016發明展技術推薦系列報導(7)中山大學 - 生質柴油之製造方法



為了減緩石油枯竭的威脅和節能減碳的目標,世界各國紛紛大力推動生質燃料政策,讓科學家積極尋找替代能源,而以廢食用油作為主要原料的生質柴油,擁有環保、低成本等優勢,成為眾所期待新興替代能源之一。中山大學林淵淙教授生質柴油製造方法,一掃傳統製造方法帶來的廢液問題,讓生質柴油成為真正的綠色能源。

有別於傳統製程的生質柴油使用勻相催化劑,容易導致廢液生成,新技術採用二階段預酯化/轉酯化反應,林淵淙教授表示,預脂化時醇-鹽酸莫耳比越高時可降低越多的游離脂肪酸,先降低油離脂肪酸有利用後續生質柴油轉酯化反應。其中反應溫度、酸觸媒濃度與醇酸莫耳比是脂肪酸酯化反應的重要參數。在較大的醇酸莫耳比、較高的反應溫度以及較高的酸觸媒濃度可得到較高的平衡常數與正向反應速率常數,致使提升酯化反應的平衡轉化率與正向反應速率。

至於生質柴油因酸價過高而造成使用車輛零件損傷的疑慮始終是生質柴油推廣的阻力之一,林淵淙教授澄清,根據研究結果顯示,如果以奈米級酸性二氧化鈦進行預酯化處理在最佳條件下反應,可使廢食用油之酸價降低至0.365 mg KOH/g,符合歐盟EN 14214生質柴油的酸價標準(mg KOH/g)需低於0.50 mg KOH/g的規範,且預酯化效果高達90%,可有效避免生質柴油中的游離脂肪酸會腐蝕車輛引擎及油箱的問題,大家可以放心使用。

林淵淙教授團隊在研究過程中,曾遭遇合成的非勻相固體觸媒催化劑無法有效降低廢食用油酸價之瓶頸,但團隊嘗試透過不同條件參數或是材料進行合成,如改變二氧化鈦與酸液的固液比;或是以硝酸含浸二氧化鈦進行催化劑之合成。最後發現,以硫酸含浸二氧化鈦所合成之非勻相固體觸媒催化劑,最能有效降低廢食用油酸價,達到預酯化的效果。

新政府將綠能視為重點發展目標,替代能源將再度受到矚目。林淵淙教授指出,近年來國外政府也積極補助推動生質柴油政策,使諸國如韓國及歐洲等國皆來台搶購廢食用油做為原料,導致國內2015年廢食用油的價格大幅上漲。在國際原油價格近一年走勢大幅下跌下,造成生質柴油競爭力低下。希望能在確保生質產業料源供應充裕的前提下,提升生質柴油品質,加速替代能源的普及。


(發佈時間:2016-10-05)

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