Lignin je objemný řetězec molekul nacházející se ve dřevě a obvykle se při výrobě biopaliv vyhazuje. Ale v nové metodě chemiků EPFL by z ní jednoduché přidání formaldehydu mohlo udělat hlavní pozornost.
Snížení naší závislosti na fosilních palivech znamená přejít na biopaliva a chemikálie rostlinného původu. Ale jejich nákladově efektivní výroba z rostlin a jiné organické hmoty – společně označované jako biomasa – je velkou technickou výzvou. Většina biomasy přichází ve formě nejedlých rostlin, jako jsou stromy, tráva a řasy, které obsahují cukry, které lze fermentovat za účelem výroby paliva. Biomasa však také obsahuje lignin, objemný, komplexní organický polymer, který vyplňuje dřevo, kůru a obecně dodává rostlinám tuhost. Protože se lignin obtížně zpracovává, obvykle se při zpracování biopaliv vyhazuje. Vědci EPFL nyní změnili lignin z obtíží na důležitý zdroj biopaliva pouhým přidáním běžné chemikálie, která přemění až 80 % na cenné molekuly pro biopaliva a plasty. Patentovaná metoda, kterou lze rozšířit až na průmyslovou úroveň, je publikována v Science.
Složitý, ale energeticky hustý
Lignin je nesmírně složitý biopolymer, který vyplňuje tvrdou stěnu, která obklopuje každou rostlinnou buňku. Lignin ve skutečnosti tvoří téměř třetinu rostlinné biomasy a jeho molekulární struktura mu dává o 30 % vyšší energetickou hustotu než cukry, které se tradičně zpracovávají na biopalivo. Problém je v tom, že lignin je obtížné extrahovat a transformovat. Vzhledem ke své nestabilitě se lignin během těžby obvykle rychle zničí a většině výzkumníků se nepodařilo jej efektivně rozdělit na paliva nebo chemikálie.
Nyní mezinárodní tým výzkumníků pod vedením Jeremyho Luterbachera z EPFL ukázal, že mohou snadno rozbít lignin jednoduše přidáním chemického formaldehydu do procesu. Formaldehyd je jednou z nejpoužívanějších chemikálií v průmyslu a jeho výroba je jednoduchá a levná. Vědci zjistili, že formaldehyd stabilizuje lignin a zabraňuje jeho degradaci, což vede k vysokým výtěžkům stavebních bloků, které lze použít k výrobě náhražek petrochemických produktů. Tyto výtěžky byly 3-7krát vyšší než výtěžky získané z ligninu bez formaldehydu.
Zvětšení
"V závislosti na použitém dřevě získáme 50 až 80%," říká Jeremy Luterbacher, který se v roce 2014 proslavil vývojem metody pro bezpečnou a levnou extrakci cukrů z rostlin (publikováno také v Science). "Chemie je relativně přímočará; skutečným problémem je ve skutečnosti najít investory pro pilotní zařízení, které to demonstruje.„Trh je podle něj pro udržitelnou energii obtížný především kvůli nekonzistentní politické podpoře a velmi rozdílným cenám energie. Investoři pro takové inovativní platformy se na nejistém trhu těžko hledají, zvláště s ohledem na konkurenci dobře zavedených fosilních paliv.
"Ta technologie vypadá opravdu dobře," říká Luterbacher. "Pokud by globální politický establishment vyslal konzistentní zprávu o odklonu od fosilních paliv, investoři by si toho všimli. Ale myslím si, že Švýcarsko je skvělé místo, kde začít. Švýcaři byli neochvějnými zastánci čisté energie a mohli by pomoci demonstrovat nové technologie.", a proto jsem ohledně budoucnosti docela optimistický."
