Quando la Plastica Cresce sugli Alberi. Produrre HMF, un Prezioso Composto Chimico, Direttamente dalla Cellulosa. Ancora sulle Frontiere della Nuova Chimica Sostenibile

Scritto da Redazione - GenitronSviluppo.com in Ambiente

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Pubblicato il giorno 28 maggio 2009 - Nessun commento



   


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I ricercatori stanno pensando alle piante sempre più come una fonte di risorse  rinnovabili, non inquinanti ed in sostituzione al petrolio grezzo. Per raggiungere questo obiettivo, alcuni scienziati hanno pensato di convertire la biomassa vegetale in un materiale che poi può esser facilmente convertito in plastica e combustibili a basso costo in modo efficiente. Nella nuova ricerca, i chimici sono riusciti a convertire la cellulosa direttamente in un composto chiamato HMF (5-idrossimetilfurfurale), primo passo per la produzione di surrogati “naturali” del petrolio e derivati. Il risultato della ricerca si è basato su precedenti studi effettuati dai ricercatori del Dipartimento dell’Energia del Pacific Northwest National Laboratory. Generalmente in un processo come questo il lavoro degli scienziati consisteva nel produrre zuccheri semplici derivati da cellulosa e successivamente arrivare all’HMF. Ma in questo nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato un metodo per aggirare la produzione di zucchero per andare a produrre direttamente HMF dalla cellulosa. Questo semplice processo genera un elevato rendimento di HMF e consente l’utilizzo di materie prime piuttosto facili da reperire, la semplice cellulosa.

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Si tende a non riconoscerlo, ma la nostra dipendenza dal petrolio non si limita al consumo di combustibili fossili per la produzione di energia e per il trasporto. Trovare un’alternativa alla plastica la cui materia prima proviene dal petrolio, si sta dimostrando essere uno dei problemi più difficili da affrontare oggi. “La biomassa ottenuta dal legno, oppure quella derivata dal mais o da colture affini, offre la preziosa cellulosa che è il polimero più abbondante sulla terra che i ricercatori stanno cercando di convertire in biocarburanti e materie plastiche”,  spiega Z. Conrad Zhang, che ha guidato i lavori di ricerca.

L’HMF, noto anche come 5-idrossimetilfurfurale, può essere usato come utile componente per la plastica e per biocarburanti, come etanolo o biodiesel. Il nuovo studio ha utilizzato composti chiamati catalizzatori per accelerare la trasformazione della cellulosa direttamente in HMF. Dopo aver identificato un cloruro di diversi metalli catalizzatori in solventi ionici. Ad esempio una combinazione di cloruro di rame e cloruro di cromo al di sotto dei 120°C abbatte la cellulosa, senza produrre sottoprodotti chimici indesiderati. Il team ha così osservato come queste sostanze rispetto agli acidi, abbattano più facilmente la cellulosa, in maggior quantità e dieci volte più velocemente degli acidi e a temperature più basse.

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La stragrande maggioranza dei prodotti che ci circondano sono realizzati o imballati con plastica, un metodo di produzione come questo significa trovare una materia prima alternativa non inquinante, economica e rinnovabile. Ottimizzare il loro metodo di produzione di questo prezioso composto HMF significa cercare di raggiungere al meglio ed in modo costante un alto rendimento di HMF. Ad oggi il metodo di conversione raggiunge un’efficienza del 57% partendo dagli zuccheri come materia prima. Il team in step successivi è riuscito a recuperare oltre il 90% dell’HMF dalla cellulosa, e il prodotto finale del processo ha raggiunto il 96% di purezza. Inoltre, il liquido ionico composto dai cloruri potrebbe essere riutilizzato più volte senza perdere la propria efficacia.

“Essere in grado di riciclare i materiali del processo significa abbassare al meglio il costo di produzione dell’HMF”. Continua Zhang. “Questa ricerca è un enorme passo avanti. Grazie a questo processo di conversione siamo molto vicini a definire un metodo di produzione di materie prime dalla biomassa da cellulosa, questa ottima sostanza chimica naturale che si può facilmente trasformare in biocarburante o per la sintesi in materie plastiche e altri materiali utili “, conclude Jim Amonette del gruppo di ricerca. “Proprio progressi di questo tipo possono aiutare a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili anche in modo radicale”.

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