2019 年度研究成果報告書

環境調和型超音波照射法によるバイオディーゼル燃料の合成とNOx低減技術の検討

研究課題

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研究課題/領域番号	17K06213
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	熱工学
研究機関	静岡理工科大学
研究代表者	十朱寧静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (60288404)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	BDF / 超音波照射 / 固体触媒 / 燃焼 / 排気ガス濃度
研究成果の概要	本研究は固体触媒を用いる超音波BDF合成法の提案と検証を目的とするものである。研究では,ゼオライトとイオン交換樹脂を用いて塩基性を向上させたうえで、植物油やヤトロファ油を原料とし、回分式と循環型のBDF合成を実施した。また、触媒被毒やＢＤＦの物性値などを調査した。最後に、BDFを燃料としたディーゼルエンジンの動力特性および排ガス濃度を測定した。実験の結果、次の結論をえた。①ゼオライトを用いるBDF合成の生成率が63％に達した；②測定した物性値から合成したBDFが燃料の性能を満たしている；③全負荷条件でB30使用時のNOx濃度が360ppm、黒煙濃度が1.3/FSNだったことが分かった。
自由記述の分野	熱工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、超音波のキャビテーション現象に基づき、従来の水酸化ナトリウム触媒の代わりに、水洗いを必要としなく、調製した固体触媒を用いる新しいBDF合成法を提案・検証した。BDF合成反応はエステル反応となるが、エステル反応を促進するには、温度と撹拌が必須条件とされてきた。しかし、固体触媒に超音波を照射すると、反応場にはキャビテーションが発生しやすくなり、結果的にはBDF合成率の向上とエネルギ使用率の低減につながるたため、学術的な意義があると考えられる。この技術はさらに改善すれば、様々な植物油BDF合成への適用が可能であり、化石燃料の代わりに環境にやさしいエネルギーを量産化することが期待できる。