קבלת ביו-דלקים בתהליך כימי פשוט

התערובת המיוחדת והחדשה של ממסים ותוספים, שכבר הוגשה עבורה בקשה לפטנט, הינה בעלת יכולת יוצאת-דופן בהמסת תאית, אחד מהחומרים האורגניים הנפוצים ביותר על-פני כדור-הארץ, שחוקרים רבים מחשיבים אותה כחלופה מבטיחה לדלקים מאובניים

תהליך כימי בשני שלבים בלבד ממיר ביו-מסה גולמית לביו-דלק. שלב המפתח בתהליך החדש הינו השלב הראשון, שבו תאית (צלולוזה) מומרת לחומר 5-הידרוקסימתילפורפוראל (5-hydroxymethylfurfural HMF) המהווה חומר-מוצא למגוון רחב של כימיקלים בעלי ערך.

“קבוצות אחרות כבר הדגימו חלק מהשלבים הנפרדים המעורבים בהמרה של ביו-מסה ל- HMF, כאשר חומר-המוצא הינו גלוקוזה או פרוקטוזה,” אומר Ronald Raines, פרופסור במחלקות לביוכימיה ולכימיה באוניברסיטת ויסקונסין שבארה”ב. “בניגוד לכך, אנו ביצענו את התהליך כולו בשלב אחד, כאשר חומר-המוצא הינו הביו-מסה עצמה.”

צוות המחקר פיתח מערכת ממסים ייחודית שמאפשרת את התהליך הנ”ל. התערובת המיוחדת והחדשה של ממסים ותוספים, שכבר הוגשה עבורה בקשה לפטנט, הינה בעלת יכולת יוצאת-דופן בהמסת תאית, פולימר המורכב משרשראות ארוכות של פרודות סוכר עתירות אנרגיה, המצויה בצמחים. מאחר ותאית הינה אחד מהחומרים האורגניים הנפוצים ביותר על-פני כדור-הארץ, חוקרים רבים מחשיבים אותה כחלופה מבטיחה לדלקים מאובניים.

“מערכת הממסים מסוגלת להמיס צמר כותנה, שהוא בעצם תאית טהורה,” מסביר החוקר הראשי. “וזוהי מערכת פשוטה – אינה קורוזיבית, מסוכנת, יקרה או מסריחה.”

גישה זו עוקפת בו-זמנית גם בעיה מרגיזה נוספת – ליגנין, הדבק הצמחי המחזיק יחדיו את דופנות התאים הצמחיים. חומר זה משמש ככלוב המגן על התאית אותה הוא עוטף. אולם, צוות המחקר השתמש בכימיקלים שהינם קטנים מספיק בכדי להחליק בין פרודות הליגנין, שם הן פועלות את פעולתן בהמסת התאית, פירוקה למרכיביה הנפרדים והמרתם של מרכיבים אלו ישירות לתוצר הסופי המבוקש HMF.

בשלב השני צוות המחקר המיר את החומר הזה לביו-דלק המבטיח 2,5-דימתילפוראן (2,5-dimethylfuran, DMF). יחדיו, הניצולת הכללית של תהליך המרה דו-שלבי זה של ביו-מסה לביו-דלק היהת תשעה אחוזים, כלומר – תשעה אחוזים מהכותנה, שהייתה בדגימת הצמח המקורית, הומרו לביו-דלק.

“הניצולת של התוצר הסופי עדיין אינה נהדרת, אולם השלב השני עדיין לא עבר ייעול,” אומר החוקר, הנרגש מסיכויו הטובים של החומר לשמש כביו-דלק. לחומר יש, הוא מסביר, את אותה כמות האנרגיה הקיימת בבנזין, אינו מתמוסס במים (ולכן לא יזהם את מאגרי המים השונים) ומתאים לתשתיות שינוע דלקים נוזליים הקיימות כבר. הוא כבר משמש היום בתור תוסף לבנזין.

בנוסף לצמר-כותנה, צוות המחקר בחן את השיטה שלהם גם עבור נסורת עצי-אורן והחוקרים תרים אחר דגימות נוספות מסוגים שונים. השיטה שלנו כה כללית עד כי אני סבור שנוכל להכין את שני החומרים החשובים הללו (DMF, HMF) מכל סוג של ביומסה,” אומר החוקר הראשי.

הידיעה על המחקר מהאוניברסיטה