Biomasse bezieht sich auf biologische Organismen, einschließlich Pflanzen, die organische Stoffe unter Verwendung von Sonnenenergie synthetisieren, und auf Tiere, die diese Pflanzen als Nahrung verwenden. Biomasse umfasst auch Ressourcen, die in chemische Energie umgewandelt werden können. Um bis 2050 CO2-Neutralität zu erreichen, wurden weltweit erhebliche Anstrengungen unternommen, um Bioraffinerie-Technologien zu entwickeln, die fossile Brennstoffe durch Biokraftstoffe ersetzen können. Das herkömmliche Herstellungsverfahren für Biokraftstoffe beinhaltet jedoch die Verwendung von hochgiftigen Lösungsmitteln, die hauptsächlich aus Erdöl gewonnen werden, was zu ökologischen und wirtschaftlichen Bedenken führt.
Das Forschungsteam von Dr. Kwang Ho Kim am Clean Energy Research Center des Korea Institute of Science and Technology (KIST) hat ein grünes Lösungsmittel entwickelt, das herkömmliche Lösungsmittel auf petrochemischer Basis vollständig ersetzen kann und gleichzeitig die Effizienz der Biokraftstoffproduktion maximiert. Die Forscher gaben bekannt, dass es nun möglich ist, nachhaltige und wirtschaftlich abgesicherte Biokraftstoffe herzustellen. Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Grüne Chemie.
Nach dem Screening verschiedener Lösungsmittelkandidaten synthetisierte das KIST-Forschungsteam ein grünes tiefeutektisches Lösungsmittel, das auch während des Fermentationsprozesses mit Mikroorganismen biokompatibel ist. Die synthetisierten eutektischen Lösungsmittel wurden systematisch durch fortschrittliche Kernspinresonanzspektroskopie und Computeranalyse analysiert.
Das auf dem neu entwickelten Lösungsmittel basierende „Eintopfverfahren“ maximierte die Produktionseffizienz von hochreinen Biokraftstoffen und Biochemikalien, indem drei bis vier bestehende komplexe Prozesse in einen konsolidierten Prozess integriert wurden. Außerdem wurde angekündigt, dass das Eintopfverfahren mit umweltfreundlichen Lösungsmitteln nachhaltig ist, keine Schadstoffe emittiert, kein Waschwasser benötigt und die Wiederverwendung von Lösungsmitteln ermöglicht.
Dr. Kim von KIST sagte: „Durch die Überwindung der unwirtschaftlichen Probleme, mit denen die Bioraffinerieindustrie derzeit konfrontiert ist, durch die Entwicklung umweltfreundlicher Lösungsmittel und die Maximierung der Effizienz des Biokraftstoffproduktionsprozesses wird Korea in der Lage sein, die Führung im ‚Race to Zero‘ zu übernehmen Entwicklung dieser nachhaltigen Technologie.“
Mehr Informationen:
Kwang Ho Kim et al, One-Pot Conversion of Engineered Pappel in Biochemikalien und Biokraftstoffe unter Verwendung von biokompatiblen tiefeutektischen Lösungsmitteln, Grüne Chemie (2022). DOI: 10.1039/D2GC02774G
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