宁波诺丁汉大学博士张洪雷发现了生物柴油制备新工艺,能极大地降低生物柴油的生产成本,助推绿色燃料的应用。近日,在宁波市研究生学术节应用专场论文报告会上,该发现获得博创之星金奖。
生物柴油因成本高未能普及
随着不可再生的矿物资源的日渐枯竭和环境污染的急剧加重,开发清洁的、安全的、环保的、可再生的替代性绿色燃料已经成为人类的重要课题。在这样的背景下,生物柴油得到了积极的开发,用以替代石化柴油。
然而,目前生物柴油生产过程中使用的催化剂普遍寿命不高,导致其生产成本远远高于石化柴油。绿色清洁的生物柴油也因此而不具有市场竞争性,迟迟未能得以普及应用。
博士找到降低成本关键点
张洪雷是宁波诺丁汉大学2013级化学与环境工程专业博士生,他发现,工业上一般使用酸性催化剂生产生物柴油,但在生产过程中会产生副产物水,降低其催化活性和使用寿命。因此,如何消除副产物水的影响成为了降低成本的关键。
在导师何锋和吴韬的指导下,经过长期、大量的实验和反应机理研究,一种叫聚乙烯醇的有机化合物走进张洪雷的视野。实验证明,通过这个双功能复合催化剂来制备生物柴油,可以很好地弥补酸性催化剂的缺陷,极大地降低生物柴油的生产成本。
保守估计节省三成成本
关于具体能降低多少成本,张洪雷表示还没有进行过计算,但是保守估计可以节省三成的费用:“根据目前网络上普遍的价格,工业上常用的酸性催化剂如阳离子交换树脂大概2000元/吨,而聚乙烯醇只要500元/吨。按两个原料质量比1:1来算,二者的复合催化剂就比原先单纯阳离子交换树脂催化剂便宜37.5%,且复合催化剂还可以重复利用。”
还有其他相关因素,张洪雷说不是很好计算,他罗列了几条:“比如催化剂无毒,对操作人无害,无需防护设备;不腐蚀设备,对设备要求低;易于回收,不需要太多人;而且对环境无污染,不需要花费巨资用于大量废水处理等,都有降低成本的作用。”