Partner serwisu
04 maja 2016

Lignina ropą przyszłości?

Kategoria: Paliwa

Rafinerie kojarzą się z ropą naftową i gęstą plątaniną technicznych instalacji. W przyszłości mogą się jednak zmienić jeśli ropę zastąpi lignina, dotychczas traktowana jako odpad przemysłowy. Kierunek badań prowadzących ku temu celowi wyznaczają nowe fotokatalizatory, opracowane przez Instytut Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Pozwalają one przekształcać związki modelujące prawdziwą ligninę w użyteczne substancje chemiczne, na dodatek w reakcjach zachodzących w warunkach naturalnie występujących w przyrodzie

Lignina ropą przyszłości?

Czym jest

Nie wygląda ciekawie: kleista, niemal czarna maź. Do tego śmierdzi – znacznie, znacznie gorzej niż wygląda. Przyglądając się ligninie, zwłaszcza z bliska i z niezatkanym nosem, trudno uwierzyć, że jest ona traktowana jako potencjalnie ważne, odnawialne źródło cennych związków aromatycznych dla przemysłu chemicznego. Niestety, mimo prób podejmowanych od wielu lat przez liczne zespoły chemików z całego świata, wciąż nie udało się opracować efektywnych metod konwersji ligniny. Krokiem ku tanim słonecznym biorafineriom, zdolnym do przetwarzania ligniny na skalę przemysłową, są nowe fotokatalizatory, opracowane w Instytucie Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie we współpracy z Politechniką Warszawską i Uniwersytetem w Kordobie.

Gdzie występuje

W przyrodzie lignina występuje przede wszystkim w drewnie, gdzie odpowiada za jego spójność i twardość. Spektakularne rezultaty istnienia ligniny możemy więc obserwować na co dzień: to dzięki niej drzewa nie płożą się, a przeciwnie, na przekór grawitacji sięgają w niebo nawet na kilkadziesiąt metrów. Zawartość ligniny w drewnie zwykle wynosi od 10 do 40% w zależności od gatunku drzewa (gatunek ma także wpływ na skład chemiczny ligniny). W przemyśle lignina powstaje w dużych ilościach przy produkcji papieru, jako odpad w procesie zmiękczania drewna. Światowe zasoby ligniny są ogromne i wciąż się powiększają. Szacuje się je obecnie nawet na 300 mld t, jest więc to surowiec powszechniejszy od ropy naftowej (której zasoby to ok. 230 mld t).

Co dalej

Trudności z przetwarzaniem ligniny powodują, że dziś jest ona uciążliwym dla środowiska odpadem przemysłowym o minimalnym znaczeniu: zaledwie 2% jej zasobów poddaje się dalszej obróbce, przy czym powstające związki chemiczne i tak mają relatywnie małą wartość dodaną. Krokiem ku przemysłowemu przekształcaniu ligniny w wartościowe półprodukty chemiczne są dwa nowe fotokatalizatory. Ich podstawowym składnikiem jest dwutlenek tytanu TiO 2, osadzany na odpowiednio dobranym podłożu: w jednym przypadku są to nanokompozyty zawierające tlenek żelaza Fe2O3, w drugim – zeolity (glinokrzemiany) z niewielkim dodatkiem żelaza. Fotokatalizator z nanokompozytów z tlenkiem żelaza powstał przy ścisłej współpracy z naukowcami z Hiszpanii, kierowanymi przez prof. Rafaela Luque'a.


Wyniki otrzymane przez naukowców z Warszawy i Kordoby są obiecujące, dotyczą jednak reakcji fotokatalizatorów ze związkami modelowymi. Aby fotokatalizatory efektywnie przetwarzały rzeczywistą ligninę – niejednorodną i często o zróżnicowanym składzie chemicznym – potrzebne są kolejne badania i próby.

 

Źródło: IChF PAN

Źródło fot.: freeimages.com


 

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ