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NOVOS SOLVENTES QUEBRAM CELULOSE VEGETAL PARA BIOETANOL

Os biocombustíveis podem reduzir dependência de combustíveis fósseis

Cientistas do Instituto de Ciência e Engenharia da Universidade de Kanazawa desenvolveram novas misturas de solventes para quebrar a estrutura resistente da celulose vegetal para a produção de bioetanol. Esses novos solventes funcionam em condições moderadas, têm toxicidade reduzida e são mais ecológicos em comparação com os solventes disponíveis atualmente. Este trabalho pode levar a tecnologias aprimoradas para a conversão de biomassa atualmente não utilizada em combustível.

Os biocombustíveis, como o etanol produzido a partir do switchgrass ou da cana-de-açúcar, podem nos permitir reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis não renováveis. No entanto, o processo de fabricação de biocombustíveis geralmente requer a quebra da celulose das plantas, que consiste em longas cadeias de polímeros, em moléculas menores de açúcar. Esta não é uma tarefa simples, conforme ilustrado pela aparência pouco apetitosa de casca de árvore ou talo de grama para nós, humanos. A celulose possui uma complexa rede de ligações de hidrogênio, o que a torna extremamente resistente a produtos químicos. Os métodos atuais de processamento de celulose dependem de condições de reação adversas e produtos químicos tóxicos.

Agora, os cientistas da Universidade de Kanazawa usaram uma classe especial de moléculas chamadas "zwitterions" para criar novos solventes com a capacidade de dissolver a celulose. Os zwitteriões são especiais porque têm uma carga positiva e outra negativa, mas em localizações diferentes na molécula, pelo que não podem neutralizar-se. Essas cargas são altamente eficazes em romper as ligações de hidrogênio, evitando que a celulose seja quebrada. "Como quase todos os zwitterions são sólidos em condições normais de reação, nossos experimentos usaram misturas eutéticas", explica o primeiro autor, Gyanendra Sharma. Um sistema eutético é uma mistura de substâncias com ponto de fusão inferior ao de suas partes constituintes. Isso é feito usando moléculas com estruturas diferentes, de modo que os cristais regulares são mais difíceis de formar.

Nesses experimentos, a equipe misturou quatro zwitterions diferentes em várias proporções. Eles encontraram 22 combinações que eram líquidas abaixo de 100 ° C. Destes, duas misturas também foram altamente eficazes na dissolução da celulose. "Nosso trabalho mostra que é possível substituir muitos dos produtos químicos tóxicos usados hoje por alternativas mais ecológicas à medida que avançamos em direção a um ecossistema de energia mais renovável", disse o autor sênior Kosuke Kuroda. Esta pesquisa demonstra o potencial do uso de combinações de zwitterions para criar misturas com propriedades não possuídas por nenhuma molécula individualmente.

Fonte: SCIENCE DAILY - retirado do Portal Agrolink