폐식용유를 원료로 한 바이오 디젤의 제조 과정에 초음파 에너지를 조사하여 폐식용유의 전이에스테르 화반응 특성을 조사하였다. 초음파 조사는 두 가지 효과가 있는데 촉매의 대체역할과 공동현상이다. 실험의 매개 변수는 메탄올의 몰비, 반응온도, 촉매량이며 이를 변수로 최적공정조건을 구명한 결과 최적의 공정조건은 몰비가 1:7, 온도가 55 ℃, 촉매량은 1 wt％로 나타났다. 또한 초음파 에너지를 조사하는 실험의 매개변수는 초음파에너지 조사시간과 초음파에너지의 세기로서 이를 변수로 하여 초음파에너지조사가 바이오디젤 성능에 미치는 영향을 비교 하였다. 그 결과 최적의 초음파에너지 조사시간은 30분, 초음파에너지의 세기는 500 W로 나타났다. 또한 초음파에너지의 촉매 대체 가능성을 알아보기 위해 최적공정조건에서 촉매를 넣지 않고 초음파에너지를 30분간 조사하였을 때는 초음파에너지를 조사하지 않은 일반공정보다 바이오디젤의 성능은 BD(BioDiesel)수율이 2.4 %, FAME (Fatty Acid Methyl Ester)함량이 1.3 % 증가한 것으로 나타나, 초음파에너지가 촉매를 대체 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

산업혁명 이후 화석연료를 통한 에너지의 소비는 이산화탄소의 형태로 전례 없는 대기 중 탄소의 유입을 증가시켰다. 인류에 의해 발생된 이산화탄소 형태의 탄소 유입은 지구온난화와 같은 전 지구적 환경 문제를 유발하였다. 따라서 다양한 분야에서 탄소유입을 줄이기 위한 노력은 진행되어 왔다. 대표적으로 화석 연료의 대체가 가능한 바이오 연료는 비교적 쉬운 생산 공정과 기반시설에 대한 뛰어난 적응력으로 인해 상업화 되었다. 그러나 상업화 된 바이오 연료는 식용작물의 사용으로 인해 원료의 가격상승과 윤리 도덕적 문제를 초래하였다. 이를 극복하기 위해 폐유와 미세조류와 같은 비식용 작물의 바이오 연료 전환이 연구 되었다. 값싼 원료의 이점에도 불구하고, 원료의 불순물(유리 지방산, 수분 등)의 제거를 위한 전처리 공정의 추가와 다양한 공정 설비 및 운영비용은 새로운 바이오 연료의 생산기술 향상에 대한 요구로 나타났다. 특히, 전이에스테르화 반응을 통해 비교적으로 기술적인 연구가 활발히 진행된 바이오 디젤의 경우 초임계 조건, 효소, 초음파를 활용한 반응이 활발히 연구되어져왔다. 또한 다공성 물질을 활용한 촉매 모사 전이에스테르화 반응은 유리 지방산, 수분같은 불순물 하에서도 높은 전환율을 유지하는 것으로 확인 되었다. 촉매모사 전이에스테르화 반응은 수많은 공극이 존재하는 다공성 물질을 이용하여, 반응물의 충돌 빈도를 상승시킴으로써 촉매 사용으로 발생하는 단점을 최소화하였다. 이전까지 촉매모사반응의 다공성 물질로써 상업화된 실리카겔을 사용하였으나 바이오매스를 활용한 바이오 차의 다공성 물질로써 활용이 연구됨에 따라, 바이오매스 유래 바이오 차의 촉매모사 전이에스테르화 반응에 대한 적용 연구를 제시하고자 한다. 다양한 바이오차 중에 다양한 물리적 화학적 성질을 가지고 있는 계분은 촉망받는 다공성 물질로 여겨진다. 또한 폐식용유는 촉매모사 반응의 높은 유리 지방산 저항력을 증명하기 위해 원료로써 선택되었다.