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Compuestos químicos del maíz y la avena para rentabilizar la producción de biocarburantes

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Investigadores de la Universidad de Málaga publican en la revista Energy and Environmental Science una revisión de trabajos que presenta al furfural como una de las moléculas más prometedoras para la síntesis de biocarburantes y productos químicos renovables. Este compuesto químico industrial procede de cultivos agrícolas como el maíz o la avena y su uso como catalizador facilitaría la transformación de los hidratos de carbono presentes en la composición de la lignocelulosa en combustible y otros productos. En este campo de la investigación con catalizadores, las zeolitas, el carbonato de sodio, el platino e incluso la lipasa pancreática del cerdo también tienen su espacio.
Compuestos químicos del maíz y la avena para rentabilizar la producción de biocarburantes

Transformar de forma rentable azúcares en energía y otros bioproductos mediante el empleo de catalizadores artificiales es uno de los grandes retos en la investigación asociada al concepto de la biorrefinería. El último paso lo ha dado el Departamento de Química Inorgánica, Cristalografía y Mineralogía de la Universidad de Málaga, en colaboración con el Instituto de Catálisis y Petroquímica del CSIC y la Escuela Superior de Ingeniería de Bilbao. El resultado se publica en la revista científica Energy and Environmental Science: Furfural: a renewable and versatile platform molecule for the synthesis of chemicals and fuels.

La investigación se centra en la búsqueda de catalizadores que mejoren y rentabilicen la conversión de biomasa lignocelulósica en productos químicos y combustibles. Uno de ellos es el furfural, “compuesto químico industrial derivado de cultivos agrícolas como el maíz o la avena, entre otros, obtenido industrialmente por deshidratación de azúcares C5 con ácidos minerales líquidos, que ha sido identificado como una de las plataformas químicas derivadas de la biomasa con mayor potencial”, señalan desde la Universidad de Málaga.

Las biorrefinerías basadas en el furfural exigen grandes inversiones
Según la información de esta institución académica, “la revisión no sólo expone de forma exhaustiva la situación actual de las principales rutas de conversión del furfural, sino que también indica las limitaciones a solventar que están impulsando las investigaciones actuales”. Pedro J. Maireles-Torres, director del equipo de investigación, señala que "el estudio describe las transformaciones catalíticas más relevantes que permiten la transformación del furfural, producto catalogado como molécula plataforma por ser un intermedio químico con un amplio espectro de aplicaciones en la denominada biorrefinería lignocelulósica”.

Los investigadores reconocen que las biorrefinerías basadas en el furfural exigen grandes inversiones y todavía presentan riesgos tecnológicos. Añaden que “su futura viabilidad depende en gran medida de los incentivos presentes y futuros, por lo que son necesarias políticas estables a largo plazo que contemplen el uso de la biomasa para asegurar la viabilidad de las prácticas”. Maireles-Torres subraya que “es concebible que a largo plazo las biorrefinerías sean una opción claramente competitiva, más aun teniendo en cuenta que las reservas de petróleo irán disminuyendo y trayendo consigo precios elevados”.

Los otros catalizadores: zeolitas, platino, páncreas de cerdo y pan
La investigación con catalizadores asociados a la producción de biocarburantes en particular y biorrefinerías en general tiene un amplio historial de investigaciones a sus espaldas. En 2007 la Universidad de Córdoba y una empresa de base tecnológica derivada de ella, Séneca Green Catalyst, comenzaban a trabajar en la obtención de biodiésel investigando con enzimas –lipasas derivadas del cerdo y el pan– para sustituir a la sosa cáustica como catalizador.

En 2012, el Instituto de Tecnología Química, centro mixto del CSIC, y la Universitat Politécnica de València, participaron en una investigación conjunta con otros seis centros de Estados Unidos para transformar azúcares en energía mediante el empleo de catalizadores artificiales como las zeolitas. La Universidad de Twente (Holanda) añadió en 2014 a la lista de catalizadores el carbonato de sodio con una capa de alúmina.

Sin salir de 2014, la Universidad de Córdoba inicia otra investigación junto al instituto KTH de Estocolmo (Suecia), esta vez con el platino como catalizador. Por último, Cascatbel, uno de los programas de investigación europeos sobre biocarburantes avanzados mejor dotado (9,3 millones de euros), investiga con nano-catalizadores que se emplearán en una combinación en cascada de tres transformaciones catalíticas para la desoxigenación progresiva y controlada de la biomasa lignocelulósica.


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