«Лигниновая Ревалоризация Посредством Интегрированного Биологического Образования воронок и Химического Катализа» была недавно издана на Слушаниях Национальной академии наук. NREL-ведомая научно-исследовательская работа исследует инновационный метод для модернизации лигнина.Процесс для преобразования глюкозы от биомассы в топливо, такое как этанол был хорошо установлен. Однако заводы также содержат существенное количество лигнина – до 30 процентов их клеточных стенок.
Лигнин – разнородный ароматический полимер, что использование заводов, чтобы усилить клеточные стенки, но это, как правило, считают помехой для рентабельного получения углеводов и остаточного лигнина, часто сжигается для тепла процесса, потому что это трудно к depolymerize и модернизации в полезное топливо или химикаты.«Бионефтеперерабатывающие заводы, которые преобразовывают cellulosic биомассу в жидкое топливо транспортировки, как правило, производят больше лигнина, чем необходимый, чтобы привести операцию в действие», сказали старший инженер NREL и соавтор исследования Грегг Бекхэм. «Стратегии, которые включают новые подходы, чтобы преобразовать оставшийся лигнин к более разнообразным и ценным продуктам, отчаянно необходимы».Хотя лигниновая деполимеризация изучалась в течение почти века, развитие рентабельных процессов модернизации для лигниновой ревалоризации было ограничено.
По своей природе некоторые микроорганизмы выяснили, как преодолеть разнородность лигнина. Грибы «Гнили» и некоторые бактерии в состоянии спрятать сильные ферменты или химические окислители, чтобы сломать лигнин в стенах растительной клетки, который производит разнородную смесь ароматических молекул. Учитывая этот большой бассейн подарка ароматических нефтепродуктов по своей природе, некоторые бактерии развивали пути «образования воронок» к внедрению получающиеся ароматические молекулы и используют их в качестве углерода и источника энергии.
Это новое исследование показывает, что развитие биологических конверсионных процессов для одного такого использующего лигнин организма может позволить новым маршрутам преодолеть разнородность лигнина. И, который может позволить более широкий большой список молекул, полученных из lignocellulosic биомассы.«Концептуальный подход, который мы демонстрируем, может быть применен ко многим различным типам сырья для промышленности биомассы и объединен со многими различными стратегиями разрушения лигнина, разработка биологические пути, чтобы произвести различные промежуточные звенья и каталитически модернизацию биологически полученного продукта, чтобы развивать больший диапазон ценных молекул, полученных из лигнина», сказал Бекхэм. «Это открывает перспективу для большого разнообразия промышленного применения. В то время как это очень захватывающе, конечно там остается существенным количеством разработки технологий, чтобы сделать этот процесс экономически жизнеспособным».
Заявка на патент была подана на этом исследовании, и Офис Передачи технологии NREL будет работать с исследователями, чтобы опознать потенциальных лицензиатов технологии.Кроме того, исследователи от NREL участвовали в недавнем обзоре на лигниновой ревалоризации, изданной в Научном Журнале. Этот обзор подчеркнул широкий потенциал для производства продуктов с добавленной стоимостью от лигнина, включая недорогое углеволокно, техническую пластмассу и термопластические эластомеры, полимерную пену и мембраны и множество топлива и химикатов все в настоящее время поставляемые от нефти.Работа сообщила в PNAS, первоначально был финансирован Национальным Продвинутым Консорциумом Биотоплива через фонды из Американского закона о восстановлении и реинвестировании; продолжение основной поддержки проекта было обеспечено Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики.
NREL – основная национальная лаборатория американского Министерства энергетики для научных исследований энергоэффективности и возобновляемой энергии. NREL управляется для Министерства энергетики Союзом для Sustainable Energy, LLC.