Forskere gør et vigtigt fremskridt i retning af produktion af vigtigt biobrændstof

Et internationalt forskningssamarbejde har taget et vigtigt skridt i retning af den kommercielt levedygtige fremstilling af biobutanol, en alkohol, hvis stærke potentiale som brændstof til benzindrevne motorer kunne bane vejen væk fra fossile brændstoffer.

Det centrale gennembrud er udviklingen af ​​en ny metal organisk ramme, eller MOF, der effektivt kan adskille biobutanol fra bouillon fra gæret biomasse, der er nødvendig til brændstofets produktion. Resultater blev offentliggjort i dag i Journal of the American Chemical Society .

Forskerne søger nu at indgå et partnerskab med industrien for at forsøge at skalere adskillelsesmetoden ved hjælp af de nye organiske metalrammer, siger undersøgelsen svarer, Kyriakos Stylianou fra Oregon State University.

Hvis den skaleres godt, det kan være en vigtig milepæl på vejen mod manglende afhængighed af fossile brændstoffer.

"Biobrændstoffer er et bæredygtigt og vedvarende brændstofalternativ, og biobutanol er for nylig fremstået som en attraktiv mulighed sammenlignet med bioethanol og biodiesel, "sagde Stylianou, en kemiforsker ved OSU's College of Science. "Men at adskille det fra gæringsbouillonen har været en betydelig hindring på vejen til økonomisk konkurrencedygtig fremstilling."

Butanol, også kendt som butylalkohol, er mere nært beslægtet med benzin end ethanol og kan syntetiseres fra råolie eller fremstilles af biomasse. Bioethanol - ethylalkohol - er et almindeligt biobrændstofadditiv, men indeholder betydeligt mindre energi pr. Gallon end benzin og kan også være skadeligt for motorkomponenter.

Processen med at skabe biobutanol er kendt som ABE-gæring-acetone-butanol-ethanol. Det giver en vandig bouillon, der maksimalt når ca. 2 vægt% butanol. Derfor er behovet for et separationsværktøj, der kan fungere godt i et vandigt miljø og også i nærvær af organiske opløsningsmidler, i dette tilfælde acetone, som er en vigtig ingrediens i produkter som neglelakfjerner og fortynder maling.

Stylianou og kolleger på universiteter i Schweiz, Kina, Storbritannien og Spanien syntetiserede en ny metal organisk ramme, baseret på kobberioner og carboran-carboxylatligander, kendt som mCB-MOF-1. MOF kan trække butanol fra gæringsbouillonen, via adsorption, med større effektivitet end destillation eller enhver anden eksisterende metode.

MOF er stabil i organiske opløsningsmidler, i varmt vand, og i både sure og basiske vandige opløsninger.

"Biobrændstoffer kan øge energisikkerheden og forsyningen og kan også være en stor del af en energiplan, der rent faktisk fanger og lagrer kulstof, hvilket ville være enormt for at nå målene for bekæmpelse af klimaændringer, "Stylianou sagde." Biobutanol er bedre end bioethanol af forskellige årsager, herunder at den er næsten lige så energitæt som benzin og blandes godt med benzin. Og biobutanol kan også potentielt erstatte syntetisk butanol som en vigtig forløber for en række industrikemikalier. "