2th 세대 에탄올 : 셀룰로오스를 당류로 전환


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셀룰로오스에서 설탕의 작은 분자로 전환

최대에서 과학자 팀 카본 플랑크 연구소 (MPI-KoFo)는 하임 - 온 - 더 - 루르는 당, 비교적 용이하게 그 구성 요소에 대한 셀룰로오스 절단하는 새로운 방법을 개발 하였다. 이것은 목재 또는 식물성 폐기물에서 유래 된 바이오 매스의 원료 및 바이오 연료 생산에 대한 문호를 개방 할 수 있으며 따라서 식품과의 경쟁이 없다.



지구상에서 가장 보편적 인 유기 분자 인 셀룰로오스는 식물 세포의 주성분입니다. 특히 안정적이기 때문에 업계에서는 기본 구성 요소로 분류하기가 어려웠습니다. 따라서 많은 양의 에너지가 사용되지 않고 남겨졌다.

로베르토 날디 레지나 Palkovits 및 페르 디 슈스 MPI-KoFo 이제 고체 산 촉매의 조제와 이온 매질이 장애물을 극복하는 데 성공 하였다. 개발 된 공정은 긴 셀룰로오스 사슬을 선택적으로 몇 시간 이내에 작은 조각으로 분리합니다. 또한, 장점은 치료 과정에서 합병증의 위험을 줄이는 부산물이 거의 없다는 것입니다. 촉매는 회수되어 반응의 마지막에 재사용 될 수있다.

첫 번째 단계에서 연구자들은 셀룰로오스 분자를 이온 용액에 넣는다. 그것은 염분, 실온에서 액체이며, 양전하와 음전하를 띤 성분이 들어 있습니다. "이 단계는 다음과 같은 화학 반응을 위해 긴 셀룰로오스 체인을 이용할 수있게하며, 셀룰로오스는 고체 촉매에 의해 공격받을 수 있습니다."라고 Schüth는 설명합니다.

한편, MPI-KoFo 팀은 셀룰로오스를 절단하기 위해 촉매가 갖는 특성을 결정했다. 재료는 산성이어야합니다. 즉, H + 양성자를 제공해야합니다. 또한 이온 성 용액에 용해 된 셀룰로오스는 매우 점성이 높기 때문에 큰 표면과 정확한 크기의 기공이 있어야하며 이는 체인으로의 촉매 이동을 복잡하게 만든다. Schuth는 화학적으로 변형 된 수지가 당 결합 셀룰로오스를 절단하는데 특히 적합하다는 것을 발견했습니다.

물을 첨가하면 설탕의 사슬이 이렇게 짧아 져서 바닥에 떨어 지므로 용액과 분리하기가 쉽습니다. 그런 다음 연구원은 용액을 여과하고 촉매를 회수합니다. "셀룰로오스의 가장 작은 구성 요소를 최종적으로 얻으려면 예를 들어 효소의 사용을 통해 추가 단계가 필요합니다." 이들은 단쇄를 단당 분자로 절단합니다. 셀룰로오스에서 포도당 분자로의 "해체"과정을 해중합 (dissolymerization)이라고합니다.

새로운 방법은 특히 미정 질 셀룰로오스 또는 목재와 같이 매우 안정한 식물 성분을 절단하는 것을 가능하게합니다. "이 방법으로 나무를 설탕으로 분해하는 것이 가능하다고 말할 수 있습니다."F. Schüth는 다음과 같이 말합니다.

이러한 셀룰로오스 처리는 많은 응용 분야를 열어줍니다. 이렇게 얻어진 당 분자는 알콜 성 발효를 거칠 수 있고 에탄올은 식품과 경쟁하지 않고 바이오 연료로 생산됩니다. 나무 또는 빨대 잔재가 기본 재료로 사용될 수 있습니다. 이 방법을 대규모로 사용하기 전에 중요한 개발 작업이 남아 있습니다. 이온 용액은 특히 고가이며, 이는 생산 사이클에서의 재사용을 필요로하므로 재활용 접근법의 개발이 필요합니다.

페르 디 슈스 - 막스 플랑크 연구소에 대 한 Kohlenforschung, 하임 안 데어 루르 - 전화 : + 49 208 306 2373 - 이메일 : schueth@mpi-muehlheim.mpg.de

출처: BE 독일


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