Команда исследователей от Центра Университета Пердью Прямого Каталитического Преобразования Биомассы к Биотопливу или C3Bio, развивала процесс, который использует химический катализатор и тепло, чтобы поощрить реакции, которые преобразовывают лигнин в ценные химические предметы потребления. Лигнин – жесткая и очень сложная молекула, которая дает стене растительной клетки ее твердую структуру.Махди Абу-Омар, профессор Р.Б. Ветэрилла Химии и профессор Химического машиностроения и заместитель директора C3Bio, возглавил команду.
«Мы в состоянии взять лигнин – который большинство бионефтеперерабатывающих заводов полагает, что отходы сожжены для его тепла – и превращают их в молекулы высокой стоимости, у которых есть применения в аромате, ароматическом и высокооктановом реактивном топливе», сказал Абу-Омар. «Мы можем сделать это, одновременно производя из биомассы целлюлозу без лигнинов, которая является основанием этанола и других жидких видов топлива. Мы делаем все это в процессе с одним шагом».Биомасса завода составлена, прежде всего, лигнина и целлюлозы, длинной цепи сахарных молекул, которая является навалочным грузом стен растительной клетки. В стандартном производстве этанола ферменты используются, чтобы сломать сахар выпуска и биомасса.
Дрожжи тогда банкет на сахаре и создают этанол.Лигнин действует как физический барьер, который мешает извлекать сахар из биомассы и действий как химический барьер, который отравляет ферменты. Много процессов очистки включают резкие шаги до лечения, чтобы сломаться и удалить лигнин, сказал он.«Лигнин намного больше, чем просто жесткий барьер, препятствующий тому, чтобы мы вытащили хороший материал из биомассы, и мы должны посмотреть на проблему по-другому», сказал Абу-Омар. «В то время как лигнин составляет приблизительно 25 процентов биомассы в развес, это составляет приблизительно 37 процентов углерода в биомассе.
Поскольку углеродный исходный лигнин может быть очень ценным, нам просто нужен способ насладиться им, не подвергая опасности сахар, в котором мы нуждаемся для биотоплива».Команда Пердью развивала процесс, который начинается с необработанной и молотой древесины с обитыми краями от стабильного тополя, эвкалиптов или берез.
Катализатор добавлен, чтобы начать и ускорить желаемые химические реакции, но не потребляется ими и может перерабатываться и использоваться снова. Растворитель добавлен к соединению, чтобы помочь расторгнуть и ослабить материалы. Смесь содержится в герметичном реакторе и нагревается в течение нескольких часов.
Процесс разбивает лигниновые молекулы и приводит к целлюлозе без лигнинов и жидкому потоку, который содержит два дополнительных химических продукта, сказал Абу-Омар.Жидкий поток содержит растворитель, который легко испарен и переработан, и два фенола, класс ароматических соединений углеводорода, используемых в духах и приправах. Обычно используемая искусственная ванильная приправа в настоящее время производится, используя фенол, который прибывает из нефти, сказал он.Команда также развивала дополнительный процесс, который использует другой катализатор, чтобы преобразовать два продукта фенола в высокооктановое топливо углеводорода, подходящее для использования в качестве общедоступного бензина.
У произведенного топлива есть октан исследования, оценивающий больший than100, тогда как у среднего газа, который мы помещаем в наши автомобили, есть рейтинг октана в восьмидесятых, сказал он.Процессы и получающиеся продукты детализированы в работе, опубликованной онлайн в журнале Royal Society of Chemistry Зеленая Химия.
Американское Министерство энергетики финансировало исследование.В дополнение к Абу-Омару соавторы включают Трентонский Parsell, ученого посещения в Отделе Химии; аспиранты химического машиностроения Сара Йо, Джон Дедженштейн, Эмре Генсер и Арсавардан Коудари; аспиранты химии Иэн Клейн, Тиффани Джаррелл и Мэтт Херт; сельскохозяйственный и биологический технический аспирант Баррон Хьюэтсон; Юнг я – Ким, объединенный исследователь в биохимии; Бэзудеб Саа, объединенный исследователь в химии; Ричард Меилан, преподаватель лесоводства и естественного reserouces; Натан Мосир, адъюнкт-профессор сельскохозяйственной и биологической разработки; Фабио Рибейру, профессор Р. Норриса и Элинор Шрев Химического машиностроения; В. Николас Делгэсс, Заслуженный профессор Максин С. Николс Химического машиностроения; Клинт Чаппл, глава и отличенный преподаватель биохимии; Хилкка Ай. Кенттамаа, преподаватель химии; и Rakesh Agrawal, Уинтроп E. Камень Выдающийся профессор Химического машиностроения.Катализатор дорогой, и команда планирует далее изучить эффективные способы переработать его, наряду со способами расширить весь процесс, сказал Абу-Омар.
«Бионефтеперерабатывающий завод, который сосредотачивается не только на этаноле, но и на других продуктах, которые могут быть сделаны из биомассы, более эффективный и прибыльный в целом,» сказал он. «Возможно, что лигнин мог оказаться более ценным, чем целлюлоза и мог субсидировать производство этанола от стабильной биомассы».США финансируемый министерством энергетики центр C3Bio являются энергетическим Пограничным Научно-исследовательским центром. Это – часть энергетического Центра парка Discovery и Центра Биологической науки Bindley в Пердью.
Исследовательский фонд Пердью подал заявки на патент и запустил компанию по запуску, Сперо Энерджи, который был основан Абу-Омаром.Видео: https://www.youtube.com/watch? v=97bV3F6jaf0