The aim of this study was to find and use a heterogeneous catalyst to catalyze the transesterification reaction of biodiesel. The purpose of this is to have a more sustainable production of biodiesel which uses fewer chemicals and can reuse the catalyst easily. Our team chose a base catalyst of calcium oxide (CaO) based on early research but with a change of doping the base catalyst with sodium, thus making sodium doped calcium oxide (Na-CaO). The catalyst was synthesized using calcium hydroxide and sodium hydroxide as precursors. The sodium concentration was chosen to be at 3 weight%. The main part of the study was on testing the efficiency of the catalyst and determining at which conditions the reaction performs best. The best conditions for the catalyst were found at 60 °C and the ratio of rapeseed oil to methanol was 1:9. The mass concentration of the catalyst was 2 weight% and the reaction time was 2 hours. These conditions resulted in a biodiesel yield of 97,6 %. / Studien som gjordes gick ut på att tillverka en heterogen katalysator för att katalysera transesterifiering reaktionen för biodieseltillverkning. Syftet med detta är att ha en mer hållbar produktion som använder sig utav färre kemikalier och samtidigt kan återanvända katalysatorn. Valet av katalysator skedde efter värdering av äldre studier och basen för katalysatorn valdes till kalciumoxid (CaO), med en ändring av att dopa denna med natrium, det vill säga natriumdopad kalciumoxid (Na-CaO). Katalysatorn syntetiserades utav kalciumhydroxid och natriumhydroxid. Koncentrationen av natriumet låg vid 3 vikt%. Nästa del utav studien gick ut på att testa den syntetiserade katalysatorn och hitta de bästa betingelserna för bästa utbyte av biodiesel. De bästa betingelserna var vid temperaturen 60 °C och ett förhållande mellan rapsolja och metanol på 1:9, där masshalten av katalysator var 2 vikts% gentemot oljan och reaktionstiden var 2 timmar. Detta gav ett utbyte på 97,6 %.

För det minskade bruket av fossila bränslen är biobränslen från fettsyrametylestrar (FAME), även kallat biodiesel, ett möjligt alternativ. I nuläget framställs biodiesel främst via homogen baskatalys. Detta medför resurskrävande separationsprocesser och vidare återvinns inte katalysatorn. I syfte att ytterligare effektivisera biodieselframställningen studeras därför heterogena katalysmetoder. En ännu otillräckligt utforskad heterogen baskatalysator för framställningen av biodiesel från rapsolja är γ-alumina belagd med kaliumoxid (K2O). I denna studie syntetiserades en katalysator genom impregnering av γ-alumina med KOH följt av kalcinering. Ytanalys av katalysatorn visade en kraftigt minskad ytarea efter impregnering och kalcinering, och basiska KAlO2-säten på katalysatorn istället för säten av K2O. Reaktionsprocessen med katalysatorn studerades under olika betingelser för optimeringen av reaktionsförhållanden och därefter studerades dess kinetik. Inga slutsatser kunde dras om optimala reaktionsförhållanden på grund av orimliga resultat vid beräkning av utbytet. Katalysatorn påvisade däremot hög aktivitet, vilket kunde avläsas som 95,67% utbyte efter 90 minuter i kinetikstudien. Försök att beskriva kinetiken gjordes slutligen vilket med pseudo-första ordningens kinetik med avseende på olja gav en hastighetskonstanten 0,0106 min-1, och med andra ordningens kinetik (1:a med avseende på olja respektive metanol) 15,3279 M-1min-1. Analys av dessa framtagna grafer visade däremot att kinetiken inte fullt ut kunde beskrivas med vare sig pseudoförsta eller med andra ordningens kinetik. Således behövs vidare forskning för att fastställa kinetiken hos katalysatorn.

Biodiesel ses som ett av de främsta substituten för fossila bränslen, då den relativt enkelt kan appliceras i redan existerande dieselmotorer. Dagens produktion av biodiesel använder sig av homogena katalysatorer som inte återanvänds i processen, men för en mer cirkulär och i längden en billigare process ses heterogena katalysatorer som ett alternativ. Syftet med denna studie var att undersöka litium dopad kalciumoxid katalytiska egenskaper, de optimala förhållandena för reaktionen och även kinetiken för reaktionen. Den valda katalysatorn syntetiserades med kalcinering och sedan testades den katalytiska förmågan i reaktionen vid olika reaktionsförhållanden, för att finna de optimala förhållandena. Även katalysatorns fysiska egenskaper analyserades och kinetiken för reaktionen. De optimala förhållanden för transesterifieringen bestämdes till 3 h, 1:6 olja- metanolförhållande, 60°C och 5 vikts% katalysator, där 96% utbyte av biodiesel uppnåddes. Övriga utbyten från de andra försöken var betydligt lägre, vilket kan bero på icke optimala förhållanden, men även relativ dålig katalytisk förmåga. Ytarea och porstorlek konstateras vara små, vilket påverkar den katalytiska förmågan negativt. Anledningen till katalysatorns egenskaper beror huvudsakligen på tillverkningsprocessen, men även mängden litium i dopningen. Kinetiken visar en oväntad reaktionsutveckling med initialt hög koncentration FAME (Fatty acid Methylester), vilket troligen beror på felkällor.