将废弃食用油转变为柴油级生物燃料：一种可持续的革命

在《绿色化学》杂志上发表的一项研究中，来自伦敦国王学院和巴西生物可再生国家实验室的研究人员使用酶将食用油中的脂肪酸转化为烯烃，这些烯烃是汽油和柴油等燃料的基本成分。科学家们旨在利用这种源自未使用的食品废料的新型可再生燃料，减少对化石燃料的依赖。

生物燃料涵盖了由植物或动物的可再生有机材料生成的多种能源，例如植物油。能够有效替代标准内燃机中的汽油或柴油的生物燃料被推广为化石燃料的可持续替代品，来自食品废弃物的燃料可能将温室气体排放减少多达94%。

通常，这些燃料含有高含氧分子，这导致燃烧效率低下。由于这一低效性，过去曾阻碍其广泛应用，因为燃烧来源于脂肪酸的生物燃料所产生的能量仅为柴油的90%。为了生产相当于柴油的燃料，需要额外的原材料，导致成本可能是化石燃料的两倍。

伦敦国王学院的化学高级讲师亚历克斯·布罗根博士表示：“作为一个孩子，我记得在炸鱼薯条店外看到油罐，很快就会与柴油混合，用于车辆——在很长一段时间内，人们对生物燃料的所有联想都是油腻的气味和可疑的合法性。”

“然而，对于像物流这样的行业来说，它们对远离化石燃料至关重要。如果不对这项技术进行大规模投资，像英国这样的国家将越来越难以满足其减排目标。我们开发的技术在化学上类似于今天我们常用的化石燃料，满足了过去炸鱼薯条店的脂肪无法达到的所有标准。”

为了开发一种活性烯烃含量更高的更有效燃料，研究人员对一种名为P450脱羧酶的酶进行了改造，以降解食品废料中的脂肪酸并提取其中的氧。

这种酶通常需要水，这导致烯烃产量低。为了解决这一限制，改造后的酶被置于液体盐中，并在与脂肪酸混合时暴露于紫外线光照下，激活反应。与传统的水基方法相比，这种方法产生了显著更多的烯烃。提高的效率意味着生产这种燃料消耗更少的能量和原材料，显著提升了其可持续性。

此外，作为一种生物催化剂，该酶消除了对铂等传统催化剂的需求，因为铂的开采活动可能对环境造成伤害。紫外线光的应用也避免了氢过氧化物等有毒化学品在反应中发挥作用的必要性。

巴西生物可再生国家实验室的首席研究员莱蒂西亚·赞佛林博士表示：“我们的（生物）技术为利用其他可再生材料和生产各种燃料（包括航空工业的汽油和煤油）开辟了新的途径。我们承认面临巨大的工作量，并渴望帮助解决世界上最紧迫的问题之一：气候变化。”

团队希望通过找到绕过P450酶家族水需求的方法，他们可以将这项技术应用于提升不同领域的化学反应，包括制药的高效生产。