主に高速熱分解によって製造されるバイオオイルは、その直接利用を妨げるいくつかの重大な課題に直面している。これらの問題は主に、高酸性、高含水率、酸化的・熱的安定性の低さといった、バイオオイルの化学組成と物理的性質に関わるものである。
高い酸性度： バイオオイルは有機酸素を多く含むため本質的に酸性であり、様々な有機酸が生成される。この酸性のため、特に貯蔵・輸送システムの金属部品に対して腐食性がある。バイオオイルの腐食性は、耐腐食性材料の使用や、酸を中和するための化学的処理の実施を必要とする。
高い含水率： バイオオイルには通常、約15～20%の水分が含まれており、これはオイルのエネルギー含有量を希釈するだけでなく、取り扱いや処理を複雑にする。水の存在は、バイオオイルと水の相が分離する相分離を引き起こし、オイルを均一に管理することを困難にする。この問題には、蒸留やその他の分離技術など、水分を除去または低減するための追加処理工程が必要となる。
不安定性： バイオオイルは酸化的にも熱的にも不安定である。酸化的不安定性は、空気に触れるとオイルが急速に劣化し、燃料システムを詰まらせる固形物やゲルの形成につながる。熱的不安定性は、オイルが高温で分解することを意味し、エンジンでの燃焼など、熱を必要とする用途では問題となる。この不安定性により、酸化防止剤やその他の化学添加剤の添加を含む安定化処理が必要となる。
化学的処理： これらの問題に対処するため、バイオオイルは物理的処理と化学的処理の両方を受ける必要がある。物理的処理には、チャー除去のためのろ過や安定性向上のための乳化が含まれる。化学的処理はより複雑で、エステル化、触媒による脱酸素／水素化、熱分解、合成ガス製造／ガス化などがある。これらの処理は、酸素含有量を減らし、油を安定化させ、全体的な品質と様々な用途への適合性を向上させることを目的としている。
収率への影響： より良い分離と品質向上のために、酸素含有量の低い（25 wt%以下）バイオオイルを追求することは、有用炭素の収率の低下というトレードオフを伴う。この収率の低下は、バイオオイルの生産と利用の経済性において重要な考慮事項である。
要約すると、バイオオイルの利用は現在、腐食性、高含水率、不安定性によって制限されている。これらの問題は、バイオオイルを様々な用途、特に輸送用燃料として適した製品に変えるために、大幅な処理と改良を必要とする。この分野で現在進行中の開発は、バイオオイルの品質と有用性を高めるために、熱分解プロセスと後処理方法を改良することに重点を置いている。
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