Новая энергетика

Химический способ получения биотоплива

Новая энергия - Биотопливо

Исследователи из США разработали первый одностадийный синтез предшественника биотоплива из необработанных отходов сельского хозяйства. Результаты работы смогут привести к разработке простого и эффективного способа производства биотоплива.

HMF может быть конвертирован в топливо или сырье для химической промышленности. (Рисунок из JACS, 2009, DOI: 10.1021/ja808537j)

Биохимик Рон Рэйнс (Ron Raines) из Университета Висконсин-Мэдисона напрямую получил 5-гидроксиметилфурфураль [5-hydroxymethyl-fufural (HMF)] из необработанной кукурузной соломы. Полученное соединение может быть использовано в качестве исходного сырья для синтеза многих веществ, включая потенциальный в качестве биотоплива диметилфуран [dimethylfuran (DMF)].

Хотя DMF еще не получил широкого распространения в качестве топлива, многие считают, что он обладает большими перспективами, чем этанол. Рэйнс отмечает, что энергетическая емкость DMF сравнима с энергетической емкостью бензина и превышает этот показатель этанола на 40%. DMF уже зарекомендовал себя как хорошая добавка к бензину и может даже заменить бензин без существенных изменений оборудования автозаправочных станций.

Получение HMF в одну стадию заключается в использовании N,N-диметилацетамидного [N,N-dimethylacetamide (DMA)] раствора хлорида лития в качестве растворителя и хромсодержащего катализатора. После разрушения целлюлозы и конвертации образующейся при этом глюкозы во фруктозу происходит дегидратация, позволяющая понизить содержание кислорода (это важно для повышения энергетической емкости топлива) и получить HMF. На втором этапе предложенного процесса можно использовать водород для дальнейшего восстановления HMF в DMF.