科學家們一直以來都在尋找可以將植物油轉換成生質柴油的方法，目前主要是用催化劑氫化植物油的方式來把植物油轉換成 11 至 20 碳的直鏈烷類，傳統上會將以鎳化合物為基底的催化劑事先硫化，以保持其催化能力。不過，硫化的過程中，不免會導致二氧化硫排放，造成環境汙染；而在成品的生質柴油中，也會有硫混入。因此，科學家將目標放在製造出不含硫的催化劑，然而，若要不含硫，又要保持高效催化能力，以目前的方法，可說是相當困難，就算做得出來，成本也相當昂貴。故當前目標是要找可以大量製造，成本可接受，內容不含硫的催化劑。
在不久前發表的這篇論文中，北京的研究團隊以氧化鎳（NiO）和磷鎢酸（phosphotungstic acid, PTA）做成不含硫的催化劑，並且用桐油（jatropha oil）測試其表現，以氣相層析分析後，發現在 360 °C, 3 MPa及空間速度（liquid hour space velocity, LHSV）為15 /h 的條件時，轉換率為 98.95%，其中 11-18 碳烷類的選擇性為 70.93%。此外，催化劑還展現出不錯的穩定度，和原本的鎳－磷鎢酸／氧化鋁催化劑比起來（Ni-PTA / Al2O3 catalyst），需要更少的容量就能達成同樣效果，催化能力上升約 16 倍。
此催化劑在電子顯微鏡下看起來就像是牡丹花一般，因為它有許多孔隙可供植物油進入催化，增加接觸面積，故能達到更高的催化效果。研究發現，加入了十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate, SDS）是使催化劑長成牡丹花形狀的關鍵。另外在不同溫壓條件下，催化劑的形狀與催化能力也會發生改變，故能透過實驗來找出最適當的製作流程。此研究在無硫催化劑的製造上，為未來的生質能提供一道方向。
圖片來源：https://www.nature.com/articles/srep15576
參考文獻：
- Liu, J., Chen, P., Deng, L., He, J., Wang, L., Rong, L. & Lei, J. (2015). A Non-sulfided flower-like Ni-PTA Catalyst that Enhances the Hydrotreatment Efficiency of Plant Oil to Produce Green Diesel. Scientific Reports. 5(15576). doi: 10.1038/srep15576.
撰稿人 | 威佑
