A növényekből történő bioüzemanyag-előállítás egyik legnagyobb kihívása, hogy miként lehet a biomasszát egyszerűbb és felhasználható összetevőkre bontani környezetbarát módon. A növényi lignocellulóz szerkezet ugyanis rendkívül ellenálló a mikroorganizmusoknak és vegyszereknek is, amely a bioetanol célú feldolgozást jelentősen megnehezíti. Egy új eljárás segítségével ez most lehetővé válik, mégpedig egy megújuló vegyi anyag felhasználásával, amely magából a biomasszából nyerhető.

Az UC Riverside egyetem kutatói tetrahidrofuránt (THF) használtak a biomassza előkezelése során.  Ez az anyag javítja a lignin frakcionálásának hatékonyságát, ráadásul maga is előállítható biomassza cukorból. A kutatók reményei szerint az új technológia olcsóbbá és zöldebbé teheti a bioüzemanyagokat a kőolajnál is.

A lignin a cellulózzal és a hemicellulózzal együtt a növényi sejtfalak egyik fő összetevője. Ez adja a növények szilárdságát és ellenállóképességét a mikrobák támadásaival szemben, de megnehezíti a lebontásukat és az üzemanyaggá és vegyi anyagokká való átalakításukat. Ahhoz, hogy a bioüzemanyagok versenyezhessenek a kőolajjal, a biofinomító üzemeket úgy kell megtervezni, hogy jobban hasznosítsák a lignint.

A kísérletben két biomassza alapanyagot hasonlítottak össze: a kukoricaszárat és a nyárfát. A kutatók megállapították, hogy a nyárfa, amelynek szénsűrűsége és lignintartalma magasabb, mint a kukoricatörmeléké, alkalmasabb a biofinomítás számára, mivel több bioüzemanyagot és bioterméket tud előállítani a biomassza tonnájára vetítve. Ha egy kicsit többet költenénk egy olyan szénben gazdagabb alapanyagra, mint a nyárfa, az még mindig több gazdasági előnnyel járnak, mint egy olcsóbb alapanyag, például a kukoricatörköly, mert több üzemanyagot és vegyi anyagot lehet belőle előállítani. 

A kutatók szerint a nyárfa felhasználásával fenntartható repülőgép-üzemanyagot lehet előállítani, méghozzá olyan alacsony, gallononként 3,15 dolláros, benzin-egyenértékű ár mellett, ami sokkal alacsonyabb, mint a repülőgép-üzemanyag jelenlegi átlagos ára az Egyesült Államokban, ami 5,96 dollár. A tanulmány figyelembe veszi a bioüzemanyagok kőolajjal szembeni használatának környezeti előnyeit is, például az üvegházhatású gázok kibocsátásának és a fosszilis üzemanyag-fogyasztásnak a csökkentését.

A kísérlet azt is igazolta, hogy a lignin hasznosítása hogyan járulhat hozzá a biofinomítók általános jövedelmezőségéhez, miközben a karbonlábnyomot a lehető legalacsonyabban tartja. A régebbi biofinomítási modellekben, ahol a biomasszát vízben és savban főzik, a lignin a fűtőértékénél többnyire nem használható.

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock