Odpad na wagę złota

Lignina, odpad powstający w przemyśle celulozo-papierniczym, pomijany w procesie produkcji biopaliw, może się okazać ich kluczowym składnikiem. W jaki sposób? Naukowcy znaleźli rozwiązanie.

Chcąc zmniejszyć naszą zależność od paliw kopalnych, musimy zwrócić się ku biopaliwom (produkowanym z roślin) i związkom chemicznym. Jednak opłacalna produkcja „zielonego” paliwa z biomasy jest na dzień dzisiejszy nie lada wyzwaniem dla naukowców. Większość biomasy pochodzi z roślin niejadalnych jak drzewa, trawa i algi, zawierające cukry, które można poddać fermentacji w celu uzyskania paliwa.

Jednakże biomasa zawiera również ligninę, organiczny polimer będący składnikiem drewna (konkretniej, kory), nadający mu sztywność. Ponieważ trudno ją przetworzyć, zwykle jest pomijana w produkcji biopaliw. 

Naukowcom z Politechniki Federalnej w Lozannie udało się zmienić kłopotliwy polimer w bezcenny składnik biopaliw. Osiągnęli to dzięki połączeniu go ze zwykłym związkiem chemicznym, który w 80% rozbił go na pożyteczne molekuły.

Lignina to niezwykle złożony polimer, wypełniający każdą wolną przestrzeń w komórkach roślin. W zasadzie można przyjąć, że biomasa w większości zbudowana jest z ligniny, a jej struktura molekularna umożliwia uzyskanie energii o 30% większej gęstości w porównaniu do energii, uzyskanej z cukrów, tradycyjnie wykorzystywanych w produkcji biopaliw.

Głównym problem stanowi pozyskanie ligniny i jej przemiana. Ze względu na jej niestabilność, lignina zwykle szybko ulega zniszczeniu podczas prób ekstrakcji i wielu naukowcom nie udało się jej rozszczepić i zastosować jako komponentu w produkcji paliw i związków chemicznych.

Tak było do czasu. Międzynarodowy zespół naukowców, na czele z Jeremim Luterbacherem z Politechniki Federalnej w Lozannie, dowiódł, że bez problemu może dokonać tego, nad czym łamali sobie głowy badacze z całego świata. W procesie tym wykorzystują formaldehyd, jeden z najczęściej stosowanych związków chemicznych, w dodatku również jeden z najtańszych do wyprodukowania.

Odkryto, że formaldehyd stabilizuje ligninę i zapobiega jej degradacji, dając tym samym możliwość wykorzystania jej w produkcji substytutów w przemyśle petrochemicznym. Dało to wyniki nawet o siedem razy lepsze niż w przypadku, gdy w tym samym procesie wykorzystano ligninę bez udziału formaldehydu.

Oprac. na podst. www.phys.org