墨尔本皇家理工大学 海绵状催化剂可以改变生物柴油生产和化学制造
图为研究中制作的多孔陶瓷海绵(放大20000倍)
学分:马绍尔大学 研究人员开发了一种强大、低成本的方法，将用过的食用油和农业废弃物回收为生物柴油，并将食物残渣和塑料垃圾转化为高价值产品
这种方法利用了一种新型的超高效催化剂，可以用各种各样不纯的原料制造低碳生物柴油和其他有价值的复杂分子
废食用油目前必须经过高能耗的清洁过程才能用于生物柴油，因为商业生产方法只能处理含1-2%污染物的纯原料
这种新的催化剂非常坚韧，可以用低等级的原料生产生物柴油，这种原料含有高达50%的污染物
它的效率如此之高，以至于将食物残渣、微塑料和旧轮胎等垃圾转化为高价值化学前体的生产过程的生产率可以提高一倍，这些化学前体可用于制造从药物和化肥到可生物降解包装的任何东西
由墨尔本皇家理工大学领导的一项国际合作的新研究报道了这种催化剂的设计，发表在《自然催化》杂志上
联合首席研究员亚当李教授说，传统的催化剂技术依赖于高纯度的原料，需要昂贵的工程解决方案来弥补其低效率
“现代生活的质量严重依赖于复杂的分子来维持我们的健康，并提供营养食品、干净的水和廉价的能源，”李说
“这些分子目前是通过不可持续的化学过程产生的，污染了大气、土壤和水道
“我们的新催化剂可以帮助我们充分利用通常会被浪费掉的资源——从腐臭的用过的食用油到稻壳和蔬菜皮——来推进循环经济
“通过从根本上提高效率，它们可以帮助我们显著减少化学制造造成的环境污染，让我们更接近绿色化学革命
" 催化剂海绵:推进绿色化学 为了制造这种新的超高效催化剂，研究小组制作了一种微米大小的陶瓷海绵(比人的头发细100倍)，这种海绵多孔性强，含有不同的特殊活性成分
分子最初通过大孔进入海绵，在那里经历第一次化学反应，然后进入小孔，在那里经历第二次反应
图示显示了催化剂如何在单个催化剂颗粒中依次进行几个化学反应，分子通过大孔(大孔)进入海绵，然后进入小孔(中孔)
学分:马绍尔大学 这是第一次开发出一种多功能催化剂，它可以在一个催化剂颗粒中依次进行几个化学反应，它可能会改变价值340亿美元的全球催化剂市场的游戏规则
共同首席研究员卡伦·威尔逊教授也来自墨尔本皇家理工大学，他说新的催化剂设计模仿了人体细胞中酶协调复杂化学反应的方式
威尔逊说:“以前已经开发出可以同时进行多种反应的催化剂，但这些方法对化学物质几乎没有控制，而且往往效率低，不可预测。”
“我们受生物启发的方法着眼于自然界的催化剂——酶——来开发一种强大而精确的方法，按设定的顺序进行多种反应
“这就像拥有一条纳米尺度的化学反应生产线——所有这些都被封装在一个微小且超高效的催化剂颗粒中
" 自制柴油:支持分布式生物燃料生产 海绵状催化剂制造成本低廉，不使用贵金属
用这些催化剂从农业废弃物中制造低碳生物柴油只需要一个大容器，一些温和的加热和搅拌
这是一种低技术、低成本的方法，可以推进分布式生物燃料生产，减少对化石燃料衍生柴油的依赖
威尔逊说:“这在发展中国家尤其重要，因为柴油是家用发电机的主要燃料。”
“如果我们能够让农民在自己的土地上直接从米糠、腰果和蓖麻籽壳等农业废弃物中生产生物柴油，这将有助于解决能源匮乏和碳排放等关键问题
" 虽然新的催化剂可以立即用于生产生物柴油，但随着进一步开发，它们可以很容易地用于从农林废弃物、旧橡胶轮胎甚至藻类中生产喷气燃料
墨尔本皇家理工大学科学学院研究团队的下一步是将催化剂的制造从克增加到千克，并采用三维打印技术来加速商业化
“我们还希望扩大化学反应的范围，包括光和电激活，用于人工光合作用和燃料电池等尖端技术，”李说
“我们希望与潜在的商业伙伴合作，为不同的应用创造一系列商业可用的催化剂
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