生物柴油作为可再生燃料,被视为石油产品的可持续、并具潜在碳中和特征的替代选择,但较高的生产成本仍限制其更广泛应用。Nicholls州立大学(Nicholls State University)研究人员表示,他们开发出一种利用路易斯安那湾区沿岸藻类与牡蛎壳制备生物柴油的低成本方法,相关成果计划在2026年3月22日至26日于亚特兰大举行的美国化学学会春季会议(ACS Spring 2026)上发布。
现有生物柴油在全球范围内已实现生产与使用,但产业化面临多重约束。研究人员指出,传统原料油脂多来自大豆、油菜籽等作物,往往需要占用大量土地,可能与粮食作物种植形成竞争;在部分地区,农场扩张还可能对自然生态系统造成破坏。此外,生产环节常用的钙氧化物基催化剂等材料价格较高,也推升了整体成本。

为应对原料与成本两方面挑战,Nicholls州立大学Bello Makama及其团队将目光转向本地资源:一方面从实验室附近沟渠采集藻类作为油脂来源,另一方面利用当地常见、富含钙的牡蛎壳制备催化剂。
Makama与本科生研究员Samia Elashry合作开展实验。团队首先将采集到的藻类粉碎以提取油脂,随后在加热条件下将油脂与甲醇及催化剂混合反应,生成甘油和生物柴油。

在催化剂选择上,研究人员尝试以牡蛎壳替代常用且成本较高的生石灰或苛性钠等化学催化剂。其方法是将牡蛎壳粉碎后置于炉中处理,使壳体中的碳酸钙转化为氧化钙。Makama给出的初步成本模型显示,与市售氧化钙催化剂相比,基于牡蛎壳的催化剂可使生物柴油生产成本降低约70%至85%。
据介绍,Elashry将在会议上展示团队通过调整催化剂浓度、甲醇与油脂比例等参数,对藻类—牡蛎壳路线的生物柴油产量与质量进行优化的结果,并提供初步测试数据,用于评估产品是否符合国际标准及其成本效益。研究人员同时强调,验证藻类生物柴油的能量平衡是关键,即生产最终产品所消耗的能量是否低于其燃烧释放的能量。

目前,团队正与路易斯安那州一家企业合作,扩大测试范围,涵盖低温适用性、易燃性等指标。Makama表示,该工艺并不局限于路易斯安那:藻类在全球多地广泛存在、含脂量较高且不与耕地竞争;牡蛎壳也较为常见,通常作为废弃物进入填埋处理。研究人员称,希望该方法未来可在不同地区结合当地资源实现更经济的生物柴油生产。
