Em cada planta - de árvores a plantações - existe uma substância que compõe sua madeira ou caules, fibra, e paredes celulares. Esta substância é um polímero natural complexo chamado lignina, e é a segunda maior fonte renovável de carbono do planeta depois da celulose.

Esta abundância natural atraiu grande interesse da comunidade de pesquisa para converter quimicamente a lignina em biocombustíveis. E se a vida da planta realmente contém os blocos de construção para os combustíveis renováveis, parece que estamos literalmente cercados por fontes potenciais de energia em todos os lugares onde o verde cresce.

Mas desemaranhar as cadeias complexas desses polímeros em componentes, que pode ser útil para combustível líquido e outras aplicações que variam de produtos farmacêuticos a plásticos, tem apresentado um desafio contínuo para a ciência e a indústria.

Atualmente, existem duas formas comuns de processamento de lignina. Um requer um ácido mais alto calor, e a outra é a pirólise, ou tratamento com alta temperatura na ausência de oxigênio. Além de serem métodos de processamento que consomem energia, os resultados são menos do que ideais.

"Você acaba com moléculas individuais que são instáveis ​​e reativas, e eles facilmente polimerizam novamente. É uma bagunça horrível, realmente, "explica Igor desacelerando, um especialista em catálise heterogênea no Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA. "Precisamos ser capazes de desconstruir a lignina de uma forma economicamente viável e estável, componentes prontamente úteis. "

Slowowing e outros cientistas do Laboratório Ames estão trabalhando para alcançar essa meta de comercialização, fazer experiências com reações químicas que decompõem modelos de lignina em baixas temperaturas e pressões. Já existem maneiras conhecidas de recuperar subprodutos úteis da lignina por meio da adição de um processo de estabilização. Mas Slowing e sua equipe de pesquisa levaram os processos de decomposição e estabilização ainda mais longe, combinando os dois em um catalisador multifuncional, usando céria modificada com fosfato.

“Nosso processo faz a quebra de material semelhante à lignina e a estabilização em uma única etapa em condições muito brandas, "disse Retardando." O interessante é que, embora existam dois tipos diferentes de processos químicos acontecendo em um único material, eles parecem estar trabalhando sinergicamente, e são capazes de fazer isso em uma temperatura mais baixa. "

Em outro experimento, A equipe de pesquisa da Slowing conseguiu processar um material relacionado, fenol, em precursores industriais úteis para a produção de náilon. Este trabalho utilizou um catalisador feito de céria e paládio dopado com sódio, o que aumentou significativamente a reatividade do processo. Eles também eliminaram o uso de hidrogênio, que é produzido a partir do tratamento a vapor do gás natural, e usou um processo de hidrogenação à base de álcool que conserva energia em seu lugar.

A pesquisa continua. "Ambos os resultados foram muito promissores, e nossa próxima etapa é combinar os dois experimentos em um, e conseguir a desconstrução da lignina usando hidrogênio de uma fonte renovável, "disse Desacelerando.