Pohonná látka z celulózy

Postup založený na přímé přeměně celulózy na biopalivo vyvinuli vědci z University of California v Davisu.

Nezávislost na zemích vyvážejících zemní plyn, redukce uvolňování skleníkových plynů, omezení čerpání tenčících se energetických zdrojů – to jsou jen některé důvody, proč ustoupit od využívání fosilních paliv. Odpovědí na globální energetický problém se s největší pravděpodobností postupně stanou vodíkové technologie a solární energie. O první, rychlou pomoc by se ale mohla postarat bioenergie. Z biomasy je možno vyrobit alternativní uhlíkaté kapalné pohonné látky potřebné pro spalovací motory a funkci existující infrastruktury. Současně by chemickému průmyslu mohla poskytovat potřebné uhlíkaté sloučeniny.
Mark Mascal a Edward B. Nikitin z University of California v Davisu (USA) nyní vyvinuli novou, zajímavou metodu založenou na přímé přeměně celulózy na biopalivo na bázi furanů. Jak uvedli v časopise Angewandte Chemie, jednoduchý, nenákladný postup poskytuje furanové sloučeniny v dosud nevídané výtěžnosti.
Atmosférický oxid uhličitý by měl být ultimativním zdrojem uhlíku budoucnosti. Nejefektivněji se „sklízí“ pomocí rostlinné fotosyntézy. Biopaliva se v současné době získávají především z polysacharidů, které jsou štěpeny na jednodušší cukry a fermentovány na etanol. Nejrozšířenější formou fotosynteticky fixovaného uhlíku je však celulóza. Problém spočívá v tom, že štěpení celulózy na jednotlivé základní stavební složky (jednoduché cukry) a jejich následná fermentace je pomalý a nákladný proces. Dalším problémem je podle vědců nízká rentabilita uhlíku při fermentaci glukózy – na 10 g vyrobeného etanolu se navíc uvolní 9,6 g CO2.
Je však možné obejít se bez štěpení celulózy a fermentace? Tato možnost existuje, jak ukázali Mascal a Nikitin. Vyvinuli jednoduchý postup, kterým se celulóza přeměňuje přímo na biopalivo „furanics“ (organické kapaliny na bázi furanu). Molekuly furanu jsou tvořeny kruhem ze čtyř atomů uhlíku a jednoho atomu kyslíku. Hlavním produktem za reakčních podmínek vytvořených vědci je 5-chlormethylfurfural (CMF). Ten se slučuje s etanolem na ethoxymethylfurfural (EMF) nebo reaguje s vodíkem za vzniku 5-methylfuralu. Obě sloučeniny jsou vhodné jako pohonné látky. EMF byl již dříve testován nizozemskou firmou Avantium Technologies (spin-off firma společnosti Shell) ve směsi s naftou a ohodnocen jako perspektivní.
„Naše metoda se jeví jako nejefektivnější dosud popsaná přeměna celulózy v jednoduché, hydrofobní organické sloučeniny,“ tvrdí Mascal a dodává: „Kromě toho výtěžnost uhlíku při fermentaci glukózy a sukrózy je dalekosáhle překonána. „Furanics“ by se mohly etablovat jako automobilová paliva, ale i jako surovinové zdroje chemie budoucnosti.“
DLG-Mitteilungen, 2008, č. 10, s. 12
http://www.wiley-vch.de/vch/journals/2001/press/200830press.pdf

Zdroj: Agronavigátor

Tweet