(Making biodiesel from dirty old cooking oil just got way easier)
2020/10/27 オーストラリア連邦・ロイヤルメルボルン工科大学(RMIT)
・ RMIT が、最大で 50%の不純物を含む低グレード原料によるバイオディーゼル燃料製造を可能にする高効率な触媒を開発。
・ 使用済みの食用油をバイオディーゼル燃料として利用するには、エネルギーを大量に消費する精製プロセスが必要だが、商用の精製方法では不純物の含有率が 1～2%の高純度原料のみを対象としている。
・ 新触媒は、通常では廃棄処理される食用油や生ゴミ、マイクロプラスチック、古タイヤ等を医薬品、肥料や生分解性のパッケージの製造に使用できる高価値の前駆的化学物質へと転換し、循環型経済の促進に寄与する。極めて高効率のため、生産性の倍増が見込め、化学製品製造による環境負荷を大幅に低減し、グリーンケミストリー革命の実現を近づける。
・ 連続した複雑な化学反応を正確かつ強力に実行する人間の細胞の酵素の働きに着想を得た新触媒は、高度に多孔質で多様な特殊活性成分を含有するミクロンサイズのセラミックスポンジで、貴金属を使用せずに安価に製造できる。
・ スポンジに入った分子は、大きな孔での最初の化学反応後、より小さな孔に入り、そこで 2 回目の反応を経る。このような単一触媒粒子内での連続した複数の化学反応が可能な多機能触媒は、340億ドルの世界触媒市場におけるゲームチェンジャーとなる可能性が期待できる。
・ 大きめのコンテナと少々の加熱と撹拌のみで廃棄物を低炭素バイオディーゼル燃料に転換する低技術・低コストなアプローチで、分散型のバイオディーゼル燃料製造を促進し、化石燃料由来のディーゼル燃料への依存度を軽減する。
・ 同技術は、家庭用発電機の電源となる一次燃料としてディーゼル燃料を使用する開発途上国では特に重要となる。また、農業廃棄物からバイオディーゼル燃料がオンサイトで直接製造できれば、エネルギー貧困や CO2 排出の課題への対処にもなる。
・ 新触媒の研究をさらに進めることで、農業・森林廃棄物や藻類等からのジェット燃料の製造も可能に。商用化に向け、触媒製造のグラムからキログラムへのスケールアップと 3D プリンティング技術の導入を図る。
・ また、人工光合成や燃料電池等の最先端技術に向けた光や電気による活性化を含む化学反応の範囲の拡張も視野に、様々なアプリケーション用の触媒を商業生産するためのビジネスパートナーを探している。
・ 本研究には、オーストラリア研究会議(ARC)(Discovery, Linkage, Industrial Transformation Training
Centres)が資金を提供した。
URL: https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2020/oct/biodiesel-catalyst
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
Nature Catalysis 掲載論文（アブストラクトのみ：全文は有料）
A spatially orthogonal hierarchically porous acid?base catalyst for cascade and antagonistic
reactions
URL: https://www.nature.com/articles/s41929-020-00526-5
Abstract
Complex organic molecules are of great importance to research and industrial chemistry and typically synthesized from smaller building blocks by multistep reactions. The ability to perform multiple (distinct) transformations in a single reactor would greatly reduce the number of manipulations required for chemical manufacturing, and hence the development of multifunctional catalysts for such one-pot reactions is highly desirable. Here we report the synthesis of a hierarchically porous framework, in which the macropores are selectively functionalized with a sulfated zirconia solid acid coating, while the mesopores are selectively functionalized with MgO solid base nanoparticles. Active site compartmentalization and substrate channelling protects base-catalysed triacylglyceride transesterification from poisoning by free fatty acid impurities (even at 50 mol%), and promotes the efficient two-step cascade deacetalization-Knoevenagel condensation of dimethyl acetals to cyanoates.
