バイオディーゼルは、エステル化およびエステル交換の工業プロセスによって使用されているかまたは使用されておらず、石油から得られた石油または軽油の全部または部分的な置換の調製に適用される油の野菜または脂肪動物として天然の脂質から得られる液体である。 バイオディーゼルは、石油の精製からのディーゼル油と異なる量で混合することができる。
製造
バイオディーゼルは、植物油または動物脂肪原料、および揚げ油などの他の非食用原材料のエステル交換によって一般に製造される。このエステル交換反応を実施するいくつかの方法が、一般的なバッチ法、不均一触媒、超臨界プロセス、超音波法、さらにはマイクロ波法が含まれる。
化学的に、エステル交換されたバイオディーゼルは、長鎖脂肪酸のモノアルキルエステルの混合物を含む。 最も一般的な形態は、入手可能な最も安価なアルコールであるため、メチルエステル（一般にFatty Acid Methyl Ester-FAMEと呼ばれる）を生成するためにメタノール（ナトリウムメトキシドに変換）を使用するが、エタノールを用いてエチルエステル脂肪酸エチルエステル（FAEE）としてのバイオディーゼルおよび高級アルコール、例えばイソプロパノールおよびブタノールも使用されている。 より高分子量のアルコールを使用することにより、得られるエステルの低温流動性が改善され、効率の低いエステル交換反応を犠牲にしている。 脂質エステル交換生成プロセスを使用して、基油を所望のエステルに変換する。 基油中の遊離脂肪酸（FFA）は、石鹸に変換され、プロセスから除去されるか、または酸性触媒を用いてエステル化（より多くのバイオディーゼルを生じる）される。 この処理の後、ストレート植物油とは異なり、バイオディーゼルは、石油ディーゼルの燃焼特性に非常に類似した燃焼特性を有し、現在のほとんどの用途においてそれを置き換えることができる。
ほとんどのバイオディーゼル製造プロセスで使用されるメタノールは、化石燃料の投入物を使用して製造される。 しかし、二酸化炭素またはバイオマスを原料として製造された再生可能なメタノール源があり、製造プロセスに化石燃料が含まれていません。
エステル交換プロセスの副生成物はグリセロールの生成である。 製造される1トンのバイオディーゼルごとに、100kgのグリセロールが製造される。 もともと、グリセロールには価値のある市場があり、プロセス全体の経済性を助けました。 しかし、世界的なバイオディーゼル生産の増加に伴い、この粗製グリセロール（20％の水および触媒残留物を含む）の市場価格は墜落した。 このグリセロールを化学ビルディングブロックとして使用するための研究が世界的に行われています（Wikipedia記事 “Glycerol”の下の化学中間体参照）。 英国のイニシアチブの1つはThe Glycerol Challengeです。
通常、この粗グリセリンは、典型的には減圧蒸留を実施することによって精製しなければならない。 これはかなりエネルギー集約的です。 精製されたグリセロール（98％+純度）は、直接利用することも、他の製品に変換することもできます。 アシュランドとカーギルの合弁会社は、グリセロールからヨーロッパでプロピレングリコールを製造する計画を発表し、ダウ・ケミカルは北米と同様の計画を発表した。 ダウはまた、グリセロールからエピクロロヒドリンを製造するための工場を中国に建設する計画です。 エピクロルヒドリンはエポキシ樹脂の原料です。
生産レベル
2007年には、バイオディーゼルの生産能力は急速に拡大しており、2002〜06年の年間平均成長率は40％を超えています。 世界のバイオディーゼル生産量は約5~600万トンであり、欧州では490万トン（うち270万トンはドイツ製）であり、残りの大半は残りのものであったアメリカから。 2008年のヨーロッパでの生産量は780万トンに増加しました。 2009年7月、欧州連合（EU）の米国輸入型バイオディーゼルに、ヨーロッパ、特にドイツの生産者との競争を均衡させる義務が追加された。 ヨーロッパにおける2008年の生産能力は合計1600万トンです。 これは、米国およびヨーロッパのディーゼルの総需要が約4億900万トン（1,470億ガロン）であることと比較しています。 2005/06年の植物油の全世界生産量は約1億1000万トンで、パーム油と大豆油はそれぞれ約3,400万トンでした。 インドネシアは2018年現在、パーム油を原料とするバイオ燃料の世界最大のサプライヤーであり、年間生産量は350万トンであり、約100万トンのバイオディーゼルの輸出が見込まれています。
2011年の米国のバイオディーゼル生産は、業界を新たなマイルストーンに導いた。 EPA再生可能燃料規格の下では、バイオディーゼル製造プラントの目標が、総需要と比較して生産水準を監視および文書化するために実施されている。 EPAが発表した年末データによると、2011年のバイオディーゼル生産量は10億ガロン以上に達した。 この生産台数は、EPAによって設定された8億ガロンの目標をはるかに上回りました。 2020年の予定生産量は約120億ガロンです。
在庫状況と価格
世界のバイオディーゼル生産量は2005年に380万トンに達した。バイオディーゼル生産量の約85％はEUからのものである。
2007年、米国では、B2 / B5の連邦および州の燃料税を含む平均小売価格は、石油ディーゼルよりも約12セント低く、B20ブレンドは石油ディーゼルと同じでした。 しかし、ディーゼル価格の劇的な変化の一環として、2009年7月までに、米国DOEは、石油ディーゼルよりも1ガロン当たり15セント（$ 2.69 / gal対$ 2.54 / gal）高いB20の平均費用を報告していた。 地方政府が税制上の優遇措置や助成金を提供している場合を除いて、B99とB100は一般的にペトロディーゼル以上の費用がかかる。 2016年10月の時点で、バイオディーゼル（B20）はガソリンより2セント/ガロン低かった。
バイオディーゼル原料
バイオディーゼルを製造するために様々な油を使用することができる。 これらには、
バージン油原料 – 菜種および大豆油が最も一般的に使用されており、大豆油は米国生産の約半分を占めています。 ホウレンソウ、ホホバ、亜麻、ヒマワリ、パーム油、ココナッツ、ヘンプ（植物油のリストを参照してくださいバイオ燃料の詳細を参照してください）など、フィールドpennycressとジャトロファと他の作物Pongamiaから得ることができます。
廃棄物植物油（WVO）;
獣脂、ラード、黄色グリース、鶏脂、魚油由来のオメガ3脂肪酸の副生成物を含む動物性脂肪。
下水などの廃棄物を使用して成長することができ、現在食糧生産のために使用されている土地を置き換えなくてもよい。
従来の作物を栽培することができない沿岸地域で塩水を使用して栽培することができるSalicornia bigeloviiなどの好塩類からの油で、淡水灌漑で栽培した大豆やその他の種子の収量に等しい収率
下水汚泥 – 下水からバイオ燃料分野は、廃棄物管理やInfoSpiなどの大手企業から関心を集めています。これは、再生可能な汚水バイオディーゼルが価格で石油ディーゼルと競争できるようになることを賭けています。
多くの主張者は、廃棄物の植物油がバイオディーゼルを生産するための最良の原油であると示唆していますが、利用可能な供給量は、世界の輸送と家庭暖房のために燃やされる石油系燃料の量よりも大幅に少ないので、現在の消費速度に比例している。
動物性脂肪は、肉の生産と調理の副産物です。 単に脂肪を増やす（または魚を捕まえる）ことは効率的ではありませんが、副産物の使用は畜産業（豚、牛、家禽）に価値をもたらします。 今日、複数の原料油のバイオディーゼル設備が、高品質の動物性脂肪ベースのバイオディーゼルを生産しています。 現在、地元で毎年生産される10億kg（22億ポンド）の鶏肉の一部から1140万リットル（300万ガロン）のバイオディーゼルを生産する意向で、5百万ドルの工場が米国で建設されていますタイソン家禽工場。 同様に、一部の小規模バイオディーゼル工場では、魚油を原料として使用しています。 EUが資金を提供するプロジェクト（ENERFISH）によれば、ナマズ（バナ、パンガシウス）からバイオディーゼルを生産するベトナムの工場では、81トンの魚廃棄物から13トン/日のバイオディーゼルを生産することができます魚130トンから）。 このプロジェクトでは、バイオディーゼルを利用して、主に魚凍結プラントに電力を供給するために、魚処理プラントのCHPユニットに燃料を供給しています。
必要な原料の量
現在、植物油および動物性脂肪の世界的な生産は、液体化石燃料の使用に代わるものでは不十分である。 さらに、追加の植物油を生産するために必要とされる膨大な量の農業と、結果として生じる施肥、農薬使用および土地利用転換に反対するものもある。 米国で使用される推定輸送用ディーゼル燃料および家庭用暖房用油は、米国エネルギー省エネルギー情報局（US Department of Energy）の約1億6000万トン（3,500億ポンド）である。 米国では、すべての用途の植物油の推定生産量は約1,100万トン（240億ポンド）、動物性脂肪の推定生産量は530万トン（120億ポンド）です。
大豆からのバイオディーゼル生産に全米の耕作可能な土地（4億7000万エーカー、または190万平方キロメートル）が費やされた場合、これは約1.6億トンの必要量を提供するに過ぎない（楽観的な98 US gal / acreのバイオディーゼルを仮定） 。 この土地面積は、障害物を克服することができれば、原則として藻類を用いて大幅に減少させることができる。 米国DOEは、藻類燃料が米国のすべての石油燃料を置き換えた場合、メリーランド州より数千平方マイル、またはベルギーの面積より30％大きい15,000平方マイル（39,000平方キロメートル）を必要とすると推定している140トン/ヘクタール（15,000 US gal / acre）の収量を前提としています。 36トン/ヘクタール（3834 US gal / acre）のより現実的な収量があれば、必要な面積は約152,000平方キロメートルで、ジョージア州またはイングランドおよびウェールズ州の面積にほぼ等しい。 藻類の利点は、砂漠や海洋環境のような耕作できない土地で栽培することができ、潜在的な石油収量が植物よりもはるかに高いことです。
産出
単位面積当たりの原料収率の効率は、かなりのパーセンテージの車両に電力を供給するのに必要な巨大な産業レベルへの生産量の増加の実現可能性に影響を及ぼす。
いくつかの典型的な収量
作物 産出
L / ha US gal / acre
ヤシ油 4752 508
ココナッツ 2151年 230
キイロショウジョウバエ 1628年 174
菜種 954 102
大豆（インディアナ州） 554-922 59.2-98.6
中国産獣脂 907 97
落花生 842 90
ひまわり 767 82
麻 242 26
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藻類の燃料収量はまだ正確には決定されていないが、DOEは、大豆などの土地作物よりも1エーカーあたり30倍多くのエネルギーを産生すると報告している。 36トン/ヘクタールの収量は20年以上にわたり商業的に藻類を飼育しているハイファの海洋研究所のAmi Ben-Amotzによって実用的であると考えられている。
Jatrophaは高収率のバイオディーゼル源として引用されていますが、収量は気候や土壌条件に大きく依存しています。 ローエンドの見積もりでは、収穫量は約200 US gal / acre（1ヘクタールあたり1.5-2トン）/作物ごとになりました。 より好都合な気候では、年間2つ以上の作物が達成されている。 フィリピン、マリ、インドで栽培され、干ばつ耐性があり、コーヒー、砂糖、果物、野菜などの現金作物とスペースを共有することができます。 半乾燥地に適しており、砂漠化を遅らせるのに貢献することができます。
効率性と経済的議論
Drsによる研究によると、 テネシー渓谷局のVan DyneとRaymerは、平均的な米国の農場では1ヘクタール（8.75 US gal /エーカー）の土地で82リットルの燃料を消費し、1つの作物を生産しています。 しかし、菜種の平均作物は平均1,029 L / ha（110 US gal / acre）の油を生産し、高収量の菜種畑は約1,356 L / ha（145 US gal / acre）を生産する。 これらの場合の入力と出力の比は、およそ1：12.5と1：16.5です。 光合成は全太陽放射の約3〜6％の効率率を有することが知られており、作物の全質量がエネルギー生産に利用される場合、この鎖の全体効率は現在約1％であるが、これは太陽光電気駆動トレインと組み合わされたセル、バイオディーゼルは配備コストが低く、ソーラーセルは1平方メートル当たり約250米ドルです。輸送（電気自動車は液体燃料よりもはるかに低いエネルギー密度を持つバッテリーが必要です）。 2005年の調査によると、大豆を使用したバイオディーゼル生産では、バイオディーゼルよりも27％の化石エネルギーが必要であり、ヒマワリを使用すると118％のエネルギーが必要でした。
しかし、これらの統計だけでは、こうした変化が経済的な意味を持つかどうかを示すには不十分です。 処理に必要なエネルギーの燃料相当量、原油からの燃料収率、栽培飼料へのリターン、バイオディーゼルが食料価格に与える影響、およびバイオディーゼル燃料の相対コストなどの追加の要因を考慮する必要があります農業流出による水質汚染、土壌枯渇、および石油生産国における政治的および軍事的干渉の外部化されたコストによって、ペトロジセルの価格を管理することを意図している。
バイオディーゼルのエネルギーバランスに関する議論は進行中です。 バイオ燃料に完全に移行するには、伝統的な食用作物が使用される場合（非食用作物は利用可能であるが）、莫大な土地が必要になる可能性がある。 エネルギー消費は経済的な成果に比例するため、経済が大きな国では特に問題は深刻です。
伝統的な食用植物だけを使用している場合、そのような国々の多くは、国の車両用のバイオ燃料を生産するのに十分な耕作地がない。 多くの地域で食糧生産から土地を譲り渡す余裕がないにもかかわらず、より経済性の低い（したがってエネルギー消費量の少ない）国やより耕作可能な土地が良い状況にあるかもしれない。
第三世界の国々では、限界的な土地を利用するバイオディーゼル源がより意味をなさないかもしれない。 例えば、道路に沿って成長したポンガムオイルトリーナッツ、または鉄道線に沿って成長したジャトロファ。
マレーシアやインドネシアなどの熱帯地域では、ヨーロッパやその他の市場でバイオディーゼル燃料の需要を供給するため、パーム油を生産する工場が急速に植林されています。 科学者たちは、ヤシのプランテーションの拡大は自然の熱帯雨林と生物多様性に脅威を与えるので、ヤシのプランテーションのための熱帯雨林の除去はエコロジー的ではないことを示している。
ドイツでは、パーム油のバイオディーゼルは菜種バイオディーゼルの生産コストの3分の1以下しかないと推定されています。 バイオディーゼルのエネルギー含量の直接的な源泉は、光合成の間に植物によって捕捉される太陽エネルギーである。 バイオディーゼルの正のエネルギーバランスについて：
ストローがフィールドに残っていれば、バイオディーゼルの生産はエネルギーに強く、0.561GJのエネルギー投入ごとに1GJのバイオディーゼルを産出した（収率/コスト比1.78）。
わらを燃料として燃焼させ、油糧種子のラペルミールを肥料として使用した場合、バイオディーゼル生産の歩留まり/コスト比はさらに良くなった（3.71）。 換言すれば、バイオディーゼルを生産するためのエネルギー入力単位ごとに、出力は3.71単位（2.71単位の差は太陽エネルギーからのものである）であった。
経済的影響
バイオディーゼル生産の経済的影響に関する複数の経済的研究が実施されている。 国立バイオディーゼル委員会の委託を受けた1件の研究では、2011年のバイオディーゼル生産が39,027の雇用を支援し、米国の家計収入は21億ドルを超えると報告されています。 バイオディーゼルの成長はまた、GDPを大幅に増加させるのにも役立つ。 2011年には、バイオディーゼルはGDPで30億ドル以上を創出しました。 再生可能燃料基準の継続的な成長とバイオディーゼル税制優遇措置の拡大から判断すると、2012年と2013年までに雇用数は50,725、27億ドル、GDPは50億ドルに増加する可能性がある。
エネルギー安全保障
バイオディーゼルの採用の主な要因の1つはエネルギー安全保障です。 これは、石油、ガス、再生可能な資源など、国によって石油への依存度が減少し、現地で入手可能な供給源を使用することに置き換わることを意味します。 したがって、温室効果ガスの排出量を削減することなく、バイオ燃料の導入による恩恵を受けることができます。 総エネルギー収支については議論されているが、油への依存度が減少することは明らかである。 1つの例は、石油以外の様々な供給源に由来する可能性のある肥料を製造するために使用されるエネルギーである。 米国国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、エネルギー安全保障が米国のバイオ燃料プログラムの原動力であり、ホワイトハウスの「21世紀のエネルギー安全保障」の論文は、エネルギー安全保障が推進の大きな理由であることを明らかにするバイオディーゼル。 最近のEUバイオ燃料会議で話している元EU委員会委員長のJose Manuel Barrosoは、適切に管理されたバイオ燃料が、エネルギー源の多様化を通じたEUの供給確保を強化する可能性を秘めていると強調した。
環境への影響
バイオディーゼルへの関心の高まりは、その使用に関連した多くの環境影響を強調しています。 これらには、温室効果ガス排出量の削減、森林減少、公害、生分解率の低下が潜在的に含まれます。
2010年2月に公開されたEPAの再生可能燃料規格プログラム規制影響分析によれば、大豆油由来のバイオディーゼル燃料は平均して石油ディーゼルに比べて温室効果ガスが57％削減され、廃油から製造されたバイオディーゼル燃料は86％削減。 より詳細な情報については、EPA報告書第2.6章を参照のこと。
しかし、Rainforest RescueやGreenpeaceのような環境団体は、油ヤシ、大豆、サトウキビなどのバイオディーゼル生産に使用される植物の栽培を批判している。 彼らは、熱帯雨林の森林破壊が気候変動を悪化させ、油ヤシ、ダイズ、サトウキビのプランテーションの土地を浄化するために、敏感な生態系が破壊されたと言います。 さらに、そのバイオ燃料は、耕作可能な土地がもはや食糧の栽培に使われなくなっているのを見て、世界の飢餓に寄与する。 環境保護庁（EPA）は、2012年1月にデータを公表し、パーム油から作られたバイオ燃料は、気候に優しい国ではないため、国の再生可能エネルギー燃料の義務に含まれないことを示している。 環境保護主義者は、オイルヤシのプランテーションの成長が、例えばインドネシアとマレーシアで熱帯雨林伐採を引き起こしたため、結論を歓迎する。
食糧、土地、水対燃料
いくつかの貧しい国では、植物油の価格上昇が問題を引き起こしています。 いくつかの人々は、カメリナ、ジャトロファ、海草などの非食用植物油のみで燃料を作り、多くの樹木や作物が生育しないか、あるいは収量が低い辺境の農地で繁栄できると提案する人もいます。
他の人は、問題はより根本的だと主張する。 農家は、たとえ新しい作物が食用ではないとしても、食用作物の生産からバイオ燃料作物の生産に切り替えることができます。 供給と需要の法則は、農家が食糧を生産している人の数が少なくなると、食料価格が上昇すると予測しています。 農家が成長しているものを変えるのに時間を要するかもしれないので、時間がかかるかもしれないが、第一世代のバイオ燃料に対する需要の増加は、多くの種類の食品の価格上昇をもたらす可能性がある。 一部の人は、植物油の価格が高かったために貧しい農家や貧しい国々がより多くのお金を稼いでいることを指摘しました。
海藻由来のバイオディーゼルは、現在食糧生産に使用されている地上の土地に置き換わるとは限らず、新しい養殖業の仕事が創出される可能性があります。
比較すれば、バイオガスの生産は農業廃棄物を利用してバイオガスと呼ばれるバイオ燃料を生成し、堆肥を生産し、農業、持続可能性および食糧生産を向上させることを述べるべきである。
最新の研究
より適切な作物を見つけ、石油収量を改善するための研究が進行中である。 ガーナは、最初の「糞便汚泥を供給したバイオディーゼルプラント」を建設するなど、人間の糞便を含む他の供給源も可能である。 現在の収量を使用すると、化石燃料の使用量を完全に置き換えるのに十分な石油を生産するために、大量の土地と淡水が必要になります。 現在の米国の暖房や輸送のニーズを満たすためには、大豆生産に2倍、米国では2倍、菜種生産には3分の2を費やす必要があります。
特別に飼育されたマスタード品種は、合理的に高い油収率を生み出すことができ、穀物との作物ローテーションに非常に有用であり、油が押し出された後の食事残量が有効かつ生分解性の農薬として作用することができるという利点がある。
NFESCは、サンタバーバラを拠点とするバイオディーゼル・インダストリーズ社（Biodiesel Industries）と協力して、世界最大のディーゼル燃料ユーザーの1つである米国海軍および軍隊のバイオディーゼル技術の開発に取り組んでいます。
Ecofasaという会社のために働くスペインの開発者のグループは、ごみから作られた新しいバイオ燃料を発表しました。 燃料は、バイオディーゼルの製造に使用することができる脂肪酸を生産するために細菌によって処理される一般的な都市廃棄物から作られる。
生産のための化学物質の使用を必要としない別のアプローチは、遺伝子改変された微生物の使用を含む。
藻類バイオディーゼル
米国NRELは、1978年から1996年まで、「Aquatic Species Program」の藻類をバイオディーゼル源として使用することを実験しました。 UNHバイオディーゼルグループのマイケル・ブリッグスによる自己執筆の記事では、藻類の池で生育可能な50％以上の天然油含量を持つ藻類を利用して、すべての車両燃料をバイオディーゼルで現実的に置き換える見積もりを提供しています排水処理プラントで。 この油が豊富な藻類は、システムから抽出され、バイオディーゼルに加工され、乾燥された残りはさらにエタノールを作り出すために再処理される。
バイオディーゼル用に藻類を採取する藻類の生産はまだ商業規模で行われていないが、上記の生産量の見積もりに達するための実現可能性調査が実施されている。 その高い収量に加えて、養殖 – バイオ燃料とは違って、養殖 – は農地も淡水も必要としないため、食糧生産の減少を伴わない。 多くの企業は、バイオディーゼルの生産を商業レベルまで拡大することを含む、様々な目的のために藻類バイオリアクターを追求しています。
ハンツビルのアラバマ大学のRodrigo E. Teixeira教授は、液体で簡単かつ経済的な反応を利用して、湿った藻類からのバイオディーゼル脂質の抽出を実演しました。
ポンガミア
Pongam OiltreeまたはPongamiaとしても知られているMillettia pinnataは、非食用植物油生産の候補として特定されているマメ科植物である。
バイオディーゼル生産のためのポンガミアのプランテーションは、2倍の環境利益をもたらす。 木々は炭素を貯蔵し、燃料油を生成する。 ポンガミアは、食料作物に適していない周辺地域で栽培され、硝酸態窒素肥料は必要ありません。 油を生産する樹木は、高レベルの塩を含む栄養不足の土壌で生育している間に、最も高い収穫高（種子の約40重量％が油）を有する。 多くのバイオディーゼル研究機関で主に注目されています。 ポンガミアの主な利点は、他の作物よりも油の回収率と品質が高く、食用作物と直接競合しないことです。 しかし、限界的な土地での成長は、より良い土壌のために食糧作物との競争を引き起こす可能性のある石油生産量を低下させる可能性があります。
ジャトロファ
さまざまな部門のいくつかのグループが、バイオディーゼル原料油の実行可能な源であると多くの人々が考えている種子を生産する有毒な低木のような樹木であるジャトロファ・クルカス（Jatropha curcas）に関する研究を行っている。 この研究の多くは、遺伝学、土壌科学、および園芸慣行の進歩によるジャトロファの1エーカーあたりの収量を改善することに焦点を当てています。
サンディエゴに本拠を置くJatrophaの開発者であるSG Biofuelsは、分子育種とバイオテクノロジーを使用して、Jatrophaのエリートハイブリッド種子を生産しました。これは、第1世代の品種よりも大幅な収量改善を示しています。 SG Biofuelsはまた、改良された開花同期性、害虫および病害に対するより高い耐性、および寒冷耐性の増加を含む、そのような株からさらなる利益が生じていると主張している。
オランダのWageningen大学および研究センターの部門であるPlant Research Internationalは、フィールドおよび実験室実験を通じて大規模ジャトロファ栽培の実現可能性を検討する進行中のJatropha評価プロジェクト（JEP）を維持しています。
持続可能なエネルギー農業センター（CfSEF）は、植物科学、農学、園芸の分野におけるジャトロファの研究に専念した、ロサンゼルスに拠点を置く非営利の研究機関です。 これらの分野の探索を成功させることで、Jatrophaの農産物収量は今後10年間で200-300％増加すると予測されています。
真菌
モスクワのロシア科学アカデミーのあるグループは、単細胞菌類から大量の脂質を単離し、それを経済的に効率的な方法でバイオディーゼルに変えたと発表した2008年9月に論文を発表した。 この真菌の種についてのより多くの研究; Cunninghamella japonicaなどは、近い将来に出現する可能性が高い。
最近、真菌Gliocladium roseumの変異体の発見は、セルロースからのいわゆるマイコディーゼルの産生を指摘している。 この生物は、最近、北部のパタゴニアの熱帯雨林で発見され、セルロースをディーゼル燃料に通常見られる中程度の長さの炭化水素に変えるユニークな能力を持っています。
中古コーヒー敷地からのバイオディーゼル
リノのネバダ大学の研究者は、使用済みのコーヒー敷地から得られた油からバイオディーゼルをうまく生産しています。 使用された土壌のそれらの分析は、10〜15％の油分含有量（重量による）を示した。 油が抽出された後、それはバイオディーゼルに従来の処理を受けた。 完成したバイオディーゼルは、1ガロン当たり約1ドルで生産できると推定されている。 さらに、「技術は難しいことではない」、「毎年、数億ガロンのバイオディーゼルが潜在的に生産される可能性のあるコーヒーがたくさんある」と報告された。 しかし、たとえ世界中のコーヒー敷地が燃料を作るために使われたとしても、生産される量は米国で毎年使用されるディーゼルの1％以下になるでしょう。 ミスラ博士は、「世界のエネルギー問題を解決することはできません。
エキゾチックなソース
最近、ワニ脂肪はバイオディーゼルを生産する源として特定された。 毎年、約1500万ポンドのワニは、ワニの肉および皮膚産業の廃棄物副産物として処分されています。 研究では、ワニの脂肪から製造されたバイオディーゼルは、大豆から作られたバイオディーゼルと組成において類似しており、それが主に廃棄物であるため精製が安価であることが示されている。
バイオディーゼルから水素電池へ
バイオリアクターを水素蒸気に変換して燃料電池に供給するためのマイクロリアクターが開発されました。
化石燃料改質としても知られているスチームリフォーミングは、その効率のために炭化水素燃料、特にバイオディーゼルから水素ガスを生成するプロセスである。 **マイクロリアクター**または改質器は、水蒸気が高温高圧下で液体燃料と反応する処理装置です。 700〜1100℃の範囲の温度では、ニッケルベースの触媒は、一酸化炭素および水素の生成を可能にする：
炭化水素+ H 2 O + CO + 3 H 2（高吸熱性）
さらに、一酸化炭素をさらに酸化してより多くの水素および二酸化炭素を生成することにより、水素ガスのより高い収率を利用することができる。
CO + H2O→CO2 + H2（軽度の発熱）
水素燃料電池の背景情報
燃料電池は、電気が化学反応から利用されるという点で、電池と同様に動作する。 電池と比較したときの燃料電池の違いは、大気中に存在する水素の一定の流れによって動力を供給される能力である。 さらに、それらは副生成物として水しか生成せず、事実上沈黙している。 水素を燃料とする燃料電池の欠点は、加圧下での可燃性の高い水素を貯蔵するコストが高く危険であることである。
新しいプロセッサーが水素の輸送の危険性を克服できる方法の1つは、必要に応じてそれを生成することです。 マイクロリアクタは、高圧下で炭化水素を加熱して水素ガスおよび二酸化炭素を生成するシステムを作り出すために接合することができ、これは水蒸気改質と呼ばれるプロセスである。 これは最大160ガロン/分の水素を発生させ、水素燃料補給ステーションに電力を供給する可能性を提供し、さらには水素電池車両用のオンボード水素燃料供給源にもなります。 自動車への導入は、バイオディーゼルなどのエネルギーの豊富な燃料を、燃焼および汚染物質の副生成物を回避しながら運動エネルギーに移すことを可能にする。 手のサイズの四角い金属片には、バイオディーゼルやそのグリセリン副産物を水素に連続的に変換する触媒サイトを備えた微細な溝が含まれています。
懸念事項
エンジンの摩耗
燃料の潤滑性は、エンジンで生じる摩耗において重要な役割を果たす。 ディーゼルエンジンは、常に互いに接触している金属部品に潤滑油を供給するためにその燃料に頼っている。 バイオディーゼルはエステルの存在により石油ディーゼルと比較してはるかに優れた潤滑油です。 試験は、ディーゼルに少量のバイオディーゼルを添加することにより、短期間で燃料の潤滑性を著しく高めることができることを示している。 しかし、長期間（2〜4年）にわたる研究では、バイオディーゼルの潤滑性が失われていることが研究によって示されています。 これは、不飽和分子の酸化またはバイオディーゼル中の含水量の増加による経時的な腐食が吸湿から増強されたためと考えられます。
燃料粘度
バイオディーゼルに関する主な懸念の1つは、その粘度である。 ディーゼルの粘度は、40℃で2.5〜3.2cStであり、大豆油から製造されたバイオディーゼルの粘度は4.2〜4.6cStである。ディーゼルの粘度は、エンジン部品に十分な潤滑を提供するのに十分高くなければならないが、動作温度。 高い粘度はエンジンの燃料フィルターとインジェクションシステムに差し込むことができます。 植物油は、炭化水素の長い鎖を有する脂質から構成され、その粘度を低下させるために、脂質はより小さなエステル分子に分解される。これは、植物油や動物性油脂をエストテルに使用してアルキルエステルに変換していくことで下がることによって行なわれますが、バイオディーゼルの粘度はディーゼル燃料の具現より高く、エンジンはゆっくりとした流れで低温で燃料を使用できないことがあります燃料フィルター。エンジン
性能
バイオディーゼルは、ディーゼルに匹敵するブレイキ固有の燃料消費量が高く、同列であるためにより多くのバイオディーゼル燃料消費が要求される。しかし、B20バイオディーゼル混合物は、熱効率の最大上昇、ブレイク特有のエネルギーの消費の最小化、有害な排出物の低減をもたらすことが見出されている。エンジンの性能は、燃料の性質だけではなく、燃焼、インジェクタの圧力その他多くの要因にも依存する。バイオディーゼルの様々なブレンドがあるので、それはエンジン性能に関して矛盾する報告を説明することもない。