Новый процесс превращает биомассу в ценные химические продукты
Новый каталитический процесс позволяет преобразовывать то, что раньше считалось отходами биомассы, в ценные химические продукты для парфюмерии, ароматизаторов и высокооктанового топлива для гоночных автомобилей и самолетов.
Исследователи из Центра прямого каталитического преобразования биомассы в биотопливо (C3Bio) Университета Пердью разработали процесс, использующий химический катализатор и тепло для превращения лигнина в ценные химические вещества. Лигнин — это прочная и сложная молекула, придающая жесткость клеточной стенке растений.
Процесс и продукты
Процесс начинается с необработанной щепы из устойчивых пород деревьев (тополь, эвкалипт, береза). Добавляется катализатор (не расходуется, может быть переработан) и растворитель (также перерабатывается). Смесь нагревается в реакторе под давлением в течение нескольких часов.
В результате получаются:
- Лигнин-свободная целлюлоза — основа для производства этанола и других жидких топлив.
- Два фенола в жидком потоке — класс ароматических углеводородов, используемых в парфюмерии и ароматизаторах (например, для искусственного ванилина).
Дополнительное преобразование
Команда также разработала второй каталитический процесс для превращения этих фенолов в высокооктановое углеводородное топливо, пригодное в качестве добавки к бензину. Его октановое число по исследовательскому методу превышает 100 (у обычного бензина — около 80).
Значение и перспективы
Лигнин составляет ~25% массы и ~37% углерода в биомассе. Новый подход позволяет использовать его как ценный углеродный источник, не препятствуя извлечению сахаров для биотоплива.
«Биоочистительный завод, производящий не только этанол, но и другие продукты из биомассы, эффективнее и прибыльнее», — отмечает руководитель исследования Махди Абу-Омар. — «Возможно, лигнин окажется ценнее целлюлозы и сможет субсидировать производство этанола».
Следующие шаги
Катализатор остается дорогим. Дальнейшая работа будет сосредоточена на эффективной его переработке и масштабировании всего процесса.
Исследование, поддержанное Министерством энергетики США, опубликовано в журнале Королевского химического общества Green Chemistry.