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Aumentando a densidade energética da biomasssa

As universidades americanas estão trabalhando firme nos combustíveis alternativos, e não é para menos: os Estados Unidos são o maior consumidor de energia do planeta e precisam, desesperadamente, encontrar algo que substitua o petróleo nas próximas décadas – sem o qual sua economia, e seu modo de vida, não têm como se manter.

O etanol aparece quase que no mundo inteiro, como um substituto da gasolina – mas tem problemas, o principal deles uma densidade energética bastante baixa, além de evaporar e contaminar-se pela absorção de água da atmosfera com muita facilidade – além de precisar de um processo de destilação que necessita muita energia para separar o combustível da água. Agora os pesquisadores da Universidade de Wisconsin, na cidade de Madison naquele estado, transformaram o açúcar num combustível com 40% mais densidade energética do que o etanol.

A revista Nature falou com o professor de engenharia química e biológica da universidade, James Dumesic, e seu grupo de pesquisadores, sobre o processo de duas etapas de transformar o açúcar de biomassa em DMF, dimetilfurano, um combustível líquido com 40% mais densidade energética do que o etanol. O processo de engenheirar quimicamente o açúcar é feito através de uma série de passos utilizando ácidos e cobre como catalisadores, e sal e butanol como solventes. Converter o hidroximetilfurfurol, HMF, do açúcar em DMF não é fácil: exige passos muito cuidadosos de reação num reator especificamente desenhado para isso, de química, pressão e temperatura. A frutose é inicialmente convertida em HMF na água usando um catalisador ácido em presença de um solvente de baixo ponto de fervura. O solvente extrai o HMF e o leva a um local separado. Os pesquisadores descobriram que o sal facilita muito a extração do HMF na fase de água reativa e ajuda a suprimir a formação de sujidades, ou impurezas.

O HMF é então convertido em DMF num catalisador de cobre, removendo dois átomos de oxigênio – o que o torna adequado ao transporte e baixa seu ponto de fervura. O sal, embora facilite a produção de HMF, tende a dificultar a produção de DMF, gerando íons de cloreto que envenenam o catalisado convencional de cromita de cobre. Os pesquisadores tiveram de desenvolver um catalisador de cobre-rutênio, gerando a resistência ao cloro.

O DMF tem várias vantagens sobre o etanol: maior conteúdo energético, é estável no armazenamento, não sendo solúvel em água vinda da atmosfera ou de tanques, e exige um terço de energia para evaporar em relação ao etanol.

A comercialização do DMF não é para já: ele ainda não foi testado a contento sobre seu impacto ao meio ambiente.

Mas uma coisa já é certa: a densidade energética do DMF é similar à da gasolina.

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