Avance clave hacia la producción de un importante biocombustible
El MOF puede separar eficientemente el biobutanol del caldo de fermentación
Una colaboración internacional en materia de investigación ha dado un paso importante hacia la fabricación comercialmente viable de biobutanol, un alcohol cuyo fuerte potencial como combustible para motores de gasolina podría allanar el camino para alejarse de los combustibles fósiles.
Gráfico que muestra el método de separación del biobutanol.
Oregon State University
El avance clave es el desarrollo de una nueva estructura orgánica metálica, o MOF, que puede separar eficientemente el biobutanol del caldo de biomasa fermentada necesario para la producción del combustible. Los hallazgos fueron publicados en el Journal of the American Chemical Society.
Los investigadores están buscando ahora asociarse con la industria para tratar de ampliar la escala del método de separación utilizando el nuevo marco orgánico de metal, dice el correspondiente del estudio, Kyriakos Stylianou de la Universidad Estatal de Oregon.
Si se escala bien, podría ser un hito importante en el camino hacia la no dependencia de los combustibles fósiles.
"Los biocombustibles son una alternativa de combustible sostenible y renovable, y el biobutanol ha surgido recientemente como una opción atractiva en comparación con el bioetanol y el biodiésel", dijo Stylianou, un investigador químico de la Facultad de Ciencias de la OSU. "Pero separarlo del caldo de fermentación ha sido un obstáculo importante en el camino hacia una fabricación económicamente competitiva".
El butanol, también conocido como alcohol butílico, está más estrechamente relacionado con la gasolina que el etanol y puede ser sintetizado a partir del petróleo o hecho a partir de la biomasa. El bioetanol - alcohol etílico - es un aditivo común de los biocombustibles, pero contiene mucha menos energía por galón que la gasolina y también puede ser perjudicial para los componentes del motor.
El proceso de creación del biobutanol se conoce como fermentación ABE - acetona-butanol-etanol. Produce un caldo acuoso que alcanza un máximo del 2% de butanol en peso. De ahí la necesidad de una herramienta de separación que pueda funcionar bien en un ambiente acuoso y también en presencia de disolventes orgánicos, en este caso la acetona, que es un ingrediente clave en productos como el quitaesmalte de uñas y el disolvente de pintura.
Stylianou y sus colegas de las universidades de Suiza, China, el Reino Unido y España sintetizaron un novedoso marco orgánico metálico, basado en iones de cobre y ligandos de carborano-carboxilato, conocido como mCB-MOF-1. El MOF puede extraer el butanol del caldo de fermentación, por medio de la adsorción, con mayor eficacia que la destilación o cualquier otro método existente.
El MOF es estable en disolventes orgánicos, en agua caliente y en soluciones acuosas tanto ácidas como básicas.
"Los biocombustibles pueden aumentar la seguridad y el suministro de energía y también pueden ser una gran parte de un plan energético que realmente capture y almacene carbono, lo que sería enorme para cumplir los objetivos de la lucha contra el cambio climático", dijo Stylianou. "El biobutanol es mejor que el bioetanol por varias razones, entre ellas que es casi tan denso en energía como la gasolina y se mezcla bien con ésta. Y el biobutanol también puede sustituir potencialmente al butanol sintético como precursor esencial para una serie de productos químicos industriales".
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