Ett team av kemiska och biologiska ingenjörer vid University of Wisconsin – Madison har hittat ett sätt att från biomassa producera en värdefull förening som används i plastproduktion som de uppskattar kan sänka kostnaden för etanol som produceras från växtmaterial med mer än två dollar per gallon.
Utvecklingen är den senaste i ett pågående arbete på UW - Madison för att skapa råvarukemikalier som för närvarande härrör från petroleum ur biomassa. Dessa biologiskt framställda kemikalier skulle kunna fungera som högvärdiga biprodukter av biobränsletillverkningsprocessen, förbättra ekonomin för cellulosabioraffinaderiet.
"Det här genombrottet visar hur biomassabaserade råvarukemikalier ekonomiskt kan användas för att ersätta petroleumbaserade produkter, " säger George Huber, en UW–Madison professor i kemisk och biologisk ingenjörskonst och dotterbolag till Wisconsin Energy Institute. "Det visar också hur vi kan förbättra landsbygdsekonomierna där biomassa växer."
I deras papper som nyligen publicerades av tidskriften ChemSusChem , Huber och medarbetare rapporterar en ny kemisk väg som används för att producera 1, 5-pentandiol, en plastprekursor som främst används för att tillverka polyuretaner och polyesterplaster. Gruppens mycket effektiva tillvägagångssätt är sex gånger billigare än en tidigare rapporterad metod, och representerar det första ekonomiskt lönsamma sättet att producera 1, 5-pentandiol från biomassa.
Växtbiomassa är vanligtvis cirka 40 viktprocent syre, medan petroleumolja är mindre än 0,1 procent syre.
"I vårt tillvägagångssätt, vi använder det syre som redan finns i biomassan för att producera högvärdiga syresatta råvarukemikalier som kan användas för att göra prestandapolymermaterial som polyuretaner och polyestrar, säger Huber.
Studiens grundläggande upptäckt, dess nya väg för kemisk produktion, ger också grundläggande kemi som skulle kunna tillämpas på ett brett tvärsnitt av produkter. Till exempel, samma väg kan användas för att producera två andra plastprekursorer - 1, 4 butandiol och 1, 6-hexandiol – för närvarande härrörande från petroleum och som tillsammans representerar en årlig marknad på mer än 6 miljarder dollar.
De kommande dagarna, teamet kommer att fortsätta att förfina sitt arbete, samla in de data som behövs för att skala upp sin process till pilotanläggningstestning. Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF) ansvarar för licensiering av tekniken.
"Vi har haft företag som frågat mer om detta spännande sätt att ekonomiskt producera en värdefull kemikalie från hållbara källor, säger Leigh Cagan, WARF:s tekniska kommersialiseringschef. "Professor Hubers publicerade arbete kommer att föra oss närmare samarbetet med industriella partners för att kommersialisera denna teknik."
