Nuevo biocombustible ofrece ventajas frente al etanol

Un equipo de investigadores de la University of Wisconsin-Madison logró obtener recientemente un combustible en base al azúcar vegetal. El trabajo -que fue publicado recientemente en la revista Nature- es comentada en esta nota que encontré en Neofronteras:

Nuevo biocombustible es mejor que el etanol

Unos investigadores obtienen a partir de azúcar vegetal un combustible con mejores características que el etanol.

Una de las posibles soluciones para emitir menos dióxido de carbono a la atmósfera, y evitar así el incremento del efecto invernadero y por tanto el cambio climático, es la utilización de biocombustibles. Como al quemar éstos se devuelve el CO2 que las plantas tomaron de la atmósfera el balance neto es de emisiones cero. La energía que aprovecharíamos sería la obtenida por las plantas del sol gracia a la fotosíntesis, que transforma la luz, el CO2 y el agua en carbohidratos.

Lo que no está tan claro es si los biocombustibles son rentables. Si tenemos que sacrificar tierras de cultivo o selva virgen para obtenerlos en grandes cantidades el perjuicio económico y ecológico puede que sea muy superior al beneficio.

Hasta ahora hay principalmente dos biocombustibles convencionales utilizables en motores de explosión interna: el etanol (alcohol etílico) y el biodiesel obtenido a partir de aceites vegetales.

Ahora investigadores de University of Wisconsin-Madison dirigidos por James Dumesic reportan en Nature que han podido obtener un biocombustible de automoción nuevo a partir de azúcar: el 2,5-dimetilfurano (DMF).

El DMF es líquido y contiene un 40% más de densidad de energía que el etanol. Para obtenerlo utilizan un proceso en dos etapas en el que se utilizan un ácido y cobre como catalizadores y butanol salino como disolvente.

Para poder obtener etanol primero se ha de obtener un líquido azucarado, después se le hace fermentar para que las levaduras produzcan el alcohol. Y luego se destila lo obtenido para separar el etanol del agua, proceso que consume un tercio de la energía que proporciona el etanol obtenido. Además el etanol tiene poca densidad energética, se evapora fácilmente y se contamina con la humedad ambiental.

El DMF tiene mayor densidad energética, no es soluble en agua (por lo que se puede separar fácilmente de la misma) y no se contamina con el vapor de agua de la atmósfera.

Un logro importante previo para el desarrollo de este proceso fue el método para la obtención de hydroxymethylfurfural (HMF) que este mismo equipo reportó el año pasado.

De hecho, el nuevo proceso utiliza este método previo como primer paso. A partir de fructosa se obtiene HMF en disolución acuosa mediante una catálisis ácida y en presencia de un disolvente de bajo punto de ebullición. El disolvente extrae el HMF del agua y lo lleva a otro lugar. Añadiendo cloruro sódico se mejora mucho el proceso de extracción y se limita la formación de impurezas.

El segundo paso consiste en la transformación de HMF en DMF mediante la utilización de un catalizador de cobre. Este paso elimina dos átomos de oxígeno de la molécula orinal, rebajando de este modo su punto de ebullición para que así se pueda utilizar en motores de explosión interna convencionales.

El catalizador (que se conserva en el proceso) está hecho de cobre y rutenio, que funciona mejor que los convencionales de cromo-cobre al no envenenarse por lo iones de cloro procedentes de la sal.

Aunque en los experimentos se ha utilizado fructosa como azúcar de partida, esperan que se puedan utilizar otros azúcares. Especialmente interesante sería la utilización de glucosa obtenida a partir de la celulosa extraída por procesos enzimáticos de los residuos vegetales deslignificados (ver referencias).

Según estos químicos queda mucho trabajo por hacer antes de comercializar este combustible, como por ejemplo comprobar el impacto ambiental y para la salud del proceso de obtención y de la combustión del mismo.

Joaquin Brintrup Says:
Lun, 2007-07-02 05:16

El (bio)butanol empezará a ser vendido en inglaterra a fines de este año por Du Pont y BP, o sea, no es un experimento. El butanol tiene las mismas ventajas que se mencionan del DMF: mayor densidad energética, poco soluble en agua y no se contamina con el vapor atmosférico. Además me atrevería a decir que es mucho menos tóxico que el DMF, y además las bacterias usadas en su producción ya tienen la habilidad de utilizar no solo la glucosa, sino tambien la fructosa y (parcialmente)la celulosa como materia prima para la produccion de butanol.
Más información aqui:

http://jbrintrup.blog.com/

Joaquin Brintrup

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