Creation of Environment Type Solid Catalyst and BDF Synthesis based on Ultrasound and Microwave with High Efficiency and Its Application

昨年度にマイクロ波発生装置を導入し、マイクロ波によるBDFの合成の有効性が確認された。今年度では、BDF合成率95％以上を研究目標にして研究が進められた．研究では，まず、卵やアサリの貝などを利用する環境型の触媒を調製し、走査型電子顕微鏡(SEM)とX線回折装置(XRD)による触媒の特性評価を行った。次に、本研究が提案する超音波・マイクロ波2段階BDF合成法では、反応時間、反応温度、メタノールの量、触媒の種類、植物油の種類などの条件を変えながら、BDFを合成し，GCMSによってBDF収率を分析した。最後に製造したBDFの特性調査を行った。特性調査では比重、粘度を測定後，軽油とBDFの熱効率、排ガス濃度の測定をした。その結果、触媒の調製によって酸化カルシウム(CaO)の生成を確認し、生成したCaOはLimeと呼ばれていることが分かった。BDF合成実験では，超音波を利用したBDFの合成率は最大78.18%に達し、マイクロ波を利用したBDFの合成率は最大99.58%に達した。また、製造したBDFは比重が0.895，粘度が40℃で7mPa・Sとなった。熱効率はBDFと軽油はほぼ同じであることから代替燃料として利用可能である。このほか、CO2濃度はほぼ同じだが，NOX濃度はBDFの方が低かった。マイクロ波を用いるBDF合成法は約10分という短時間でBDF合成率90%が得られるため、新しいBDF製造法として有効である。また、熱効率や排ガス濃度の観点では、BDFは燃料として十分利用可能である。一方、超音波・マイク波2段階BDF合成はより速く、多くBDFを合成できたメカニズムとして、まず1段階の超音波照射により、比重が異なる植物油とエタノールの混合液が乳化した。その後、粉末状の固体触媒と混ぜた乳化液が2段階目のマイクロ波の照射を受けると、エステル反応が加速されたと考えられる。

昨年度にマイクロ波発生装置を導入し、マイクロ波によるBDFの合成の有効性が確認された。今年度では、BDF合成率95％以上を研究目標にして研究が進められた．研究では，まず、卵やアサリの貝などを利用する環境型の触媒を調製し、走査型電子顕微鏡(SEM)とX線回折装置(XRD)による触媒の特性評価を行った。次に、本研究が提案する超音波・マイクロ波2段階BDF合成法では、反応時間、反応温度、メタノールの量、触媒の種類、植物油の種類などの条件を変えながら、BDFを合成し，GCMSによってBDF収率を分析した。最後に製造したBDFの特性調査を行った。特性調査では比重、粘度を測定後，軽油とBDFの熱効率、排ガス濃度の測定をした。その結果、触媒の調製によって酸化カルシウム(CaO)の生成を確認し、生成したCaOはLimeと呼ばれていることが分かった。BDF合成実験では，超音波を利用したBDFの合成率は最大78.18%に達し、マイクロ波を利用したBDFの合成率は最大99.58%に達した。また、製造したBDFは比重が0.895，粘度が40℃で7mPa・Sとなった。熱効率はBDFと軽油はほぼ同じであることから代替燃料として利用可能である。このほか、CO2濃度はほぼ同じだが，NOX濃度はBDFの方が低かった。マイクロ波を用いるBDF合成法は約10分という短時間でBDF合成率90%が得られるため、新しいBDF製造法として有効である。また、熱効率や排ガス濃度の観点では、BDFは燃料として十分利用可能である。一方、超音波・マイク波2段階BDF合成はより速く、多くBDFを合成できたメカニズムとして、まず1段階の超音波照射により、比重が異なる植物油とエタノールの混合液が乳化した。その後、粉末状の固体触媒と混ぜた乳化液が2段階目のマイクロ波の照射を受けると、エステル反応が加速されたと考えられる。