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미래를 위한 경제적인 바이오 에너지
우리는 곧 더 저렴하고 재생 가능한 바이오 연료를 사용할 수 있게 될 것입니다. 이는 2014년 5월 9일 일본 과학 기술 연구청(A*STAR)의 발표에 따른 것입니다.
이 기관은 바이오 오일에 일반적으로 존재하는 산소화 화합물을 제거하는 촉매를 연구해 왔습니다. 재생 가능 연료에 대한 이러한 엄청난 관심은 연료 가격 상승, 석유 매장량 감소, 환경에 대한 우려로 인해 발생했습니다.
바이오 연료는 임업 또는 농업 폐기물에서 생산됩니다. 식량 작물 생산과 관련된 자원을 방해하지 않기 때문에 더 선호됩니다.
위에서 언급한 폐기물을 고온으로 처리하면 산소화 화합물이 대량으로 생성됩니다. 이러한 화합물은 높은 부식성 및 점도와 같은 부정적인 특성을 가지고 있습니다.
싱가포르의 A*STAR 화학 및 공학 연구소의 지 창과 아르만도 보르냐는 일련의 촉매를 사용하여 오일을 업그레이드하는 방법을 설명했습니다. 이 촉매는 산소를 포함하는 원치 않는 작용기를 제거합니다.
연구진은 이 과정에서 바이오 오일을 대표하는 구아이아콜이라는 화합물을 사용한다고 설명합니다. 연구팀은 이 모델을 탈산소화하는 데 사용할 수 있는 촉매가 탄소로 지지되는 몰리브덴 금속으로 만들어져 있다는 사실을 발견했습니다.
바이오매스 폐기물의 출처는 다양하기 때문에 1차 열처리 결과 함량에 많은 변동성이 있습니다. 구아이아콜을 사용할 때는 산소를 포함하는 작용기를 제거할 수 있습니다. 이는 구아이아콜이 쉽게 구할 수 있는 화합물 중 하나이기 때문입니다.
청정 연료 생산을 위해 석유 정제소에서 유황을 제거하는 데 사용되는 촉매는 탈산소화에 있어서는 최적의 솔루션이 아닙니다. "탈황 촉매는 그 작동 메커니즘에 대한 광범위한 연구를 통해 잘 개발되고 이해되고 있습니다."라고 장은 설명합니다. "우리는 구아이아콜을 모델 화합물로 사용하여 탈산소화에 대한 비슷한 수준의 이해를 발전시키고 있습니다."
연구진은 몇 분 안에 구아이아콜과 선택된 것의 80%를 원하는 탄화수소 생성물로 완전히 전환하는 최고의 촉매를 찾아냈습니다.
장과 그의 동료들은 반응 전, 반응 중, 촉매가 비활성화된 후 촉매의 구조에 대한 심층적인 연구도 수행했습니다. 이때 그들은 반응 과정을 규명하려는 시도도 했습니다.
연구팀은 가장 먼저 반응하는 산소를 포함하는 작용기의 유형과 이들이 촉매의 성능에 영향을 미치는지 여부에 초점을 맞췄습니다.
마지막 발언에서 장은 촉매 선택만큼이나 촉매의 안정성과 활성도 중요하다고 말했습니다. 또한 모든 것이 상용화되기까지 갈 길이 멀다고 덧붙였습니다.
Chin Trento
