לשם שימור הסביבה ובשל העובדה כי קיימת כמות זמינה מוגבלת של דלקים מאובניים, מקורות אנרגיה מתחדשים, כגון צמחים מהונדסים, שיירי עץ ופסולת צמחית אחרת, הופכים למוקד של תשומת-לב ניכרת.
תהליכים כימיים, כגון פִּירוֹלִיזָה (pyrolysis, הִתְפָּרְקוּת תֶּרְמִית) או נִזּוּל (liquefaction) מאפשרים את ההמרה של ביומסה (המשקל הכולל של כל האורגניזמים ביחידת שטח נתונה) לביו-שמן – מקור אנרגיה מתחדש מבטיח ביותר. צוות של מדענים גרמניים וסיניים בראשותו של Johannes A. Lercher מאוניברסיטת מינכן בגרמניה פיתח עתה תהליך קטליטי חדיש לשם המרת מרכיבים של ביו-שמן ישירות לחומרים החשובים אלקאנים ומתאנול. כמדווח בכתב-העת המדעי Angewandte Chemie, התהליך מבוסס על תגובה בכלי אחד המזורזת ע”י מתכת יקרה המעוגנת למצע פחמני בשילוב עם חומצה אי-אורגנית.
ביו-שמן הינה תערובת מימית, חומצית ומחמצנת מאוד. אולם, תכולת החמצן הגבוהה שלה וחוסר-יציבותה הכימית הינם בעלי השלכות שליליות: ביו-שמן אינו יכול לשמש ישירות כדלק נוזלי. בכל אופן, חומר זה עשוי להיות מעניין ביותר כמקור לחומרי-גלם בסיסיים אם ניתן להפכו לאלקאנים. אלקאנים, המכונים גם פרפינים (paraffins), הינם פחמימנים רוויים; הם בין חומרי-הגלם הבסיסיים החשובים ביותר לתעשיית הכימיה, ובמיוחד, כחומרי-מוצא לייצורם של פלסטיקים. בנוסף, הם משמשים כחומר דלק עיקרי בתעשייה העולמית.
ביו-שמן מכיל חלק פנולי המורכב מפרודות בעלות שלד עיקרי של טבעת ארומטית המורכבת משישה אטומי פחמן ומספר קבוצות הידרוקסיל המחוברות אליה. באמצעות התהליך החדש, החלק הפנולי של ביו-השמן מומר באופן בררני ביותר לציקלואלקאנים (אלקאנים טבעתיים) ומתאנול. החוקרים הצליחו להדגים את השיטה החדשה שלהם עבור מגוון חומרי מודל. כזרז, הם השתמשו במתכת פלאדיום על מצע פחמן ובחומצה זרחתית כמקור המימנים לתגובה.
התגובה מתבצעת בכלי אחד, כלומר, תגובה חד-שלבית שבה התגובות החלקיות (הידרוגנציה, הידרוליזה ודה-הידרציה) מתרחשות באותו הכלי ללא טיפול ועיבוד של חומרי-הביניים בתהליך. הסוד טמון בזרז שפועל בכל שלוש התגובות הנפרדות הללו. התוצאה הסופית הינה תערובת של מגוון אלקאנים הנפרדים באופן עצמאי לשכבה אורגנית, כך שניתן להרחיקם בקלות מהשכבה המימית של חומר-המוצא. התהליך החדיש הינו גישה מעשית לשימוש הישיר של ביו-שמן לייצור של אלקאנים.
עוד בנושא באתר הידען
