Jak przetworzyć biomasę dzięki światła?

Odpady z produkcji papieru i przemysłu spożywczego mogą stać się surowcem dla kolejnych branż. Polscy naukowcy chcą przetwarzać biomasę dzięki światła i procesów elektrochemicznych, uzyskując związki przydatne m.in. w farmacji i kosmetyce. Docelowo proces może być również źródłem energii elektrycznej.

Naukowcy z Instytutu Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk opracowują technologię przetwarzania biomasy z wykorzystaniem światła i procesów elektrochemicznych. Celem jest uzyskiwanie z niej wartościowych związków chemicznych, które mogłyby zastępować surowce pochodzące z ropy naftowej.

Biomasa jako surowiec i źródło energii

Naukowcy pracują nad metodą konwersji biomasy, która pozwoli przekształcać odpady i produkty uboczne w związki o wyższej wartości dodanej.

– Projekt polega na szeroko pojętej konwersji biomasy, głównie skupiamy się na podejściu fotoelektrochemicznym. Jest ono stosowane na przykład w fotowoltaice, gdzie panele produkują prąd elektryczny. W naszym projekcie wykorzystujemy bardzo podobne układy, ale produkujemy nie tylko prąd, ale także związki organiczne. Najbardziej skupiamy się na konwersji biomasy, czyli tego, co nas otacza i przeważnie jest odpadem, np. pulpy po produkcji papieru czy skorup po owocach morza. Docelowo chcemy przekształcać te produkty wtórne w związki użyteczne np. dla przemysłu farmaceutycznego czy kosmetycznego – mówi agencji Newseria dr Katarzyna Rybicka-Jasińska, kierownik zespołu w Instytucie Chemii Organicznej PAN.

8. Konferencja Biomasa i paliwa alternatywne – zarejestruj się!

Zastosowanie fotoelektrochemii ma umożliwić prowadzenie reakcji w łagodniejszych warunkach, a jednocześnie ograniczyć zapotrzebowanie całego procesu na energię elektryczną.

– Generalnie zasada tego układu jest taka: mamy układ elektrochemiczny, czyli dwie elektrody – katodę i anodę. Jedna z nich jest pokryta materiałem fotoczułym. Pod wpływem światła, np. słonecznego, wzbudzamy elektrodę i dzięki temu prąd elektryczny płynie w całym układzie. Dzięki temu możemy poddać utlenieniu lub redukcji nasz materiał, czy to małe związki, monomery, czy też dużo większe – wyjaśnia dr Katarzyna Rybicka-Jasińska.

Badania już trwają

Projekt „Fotoelektrochemiczna konwersja biomasy – krok w kierunku zrównoważonej syntezy związków chemicznych” jest realizowany w ramach programu FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Na jego realizację naukowcy otrzymali 3,5 mln zł dofinansowania.

Prace rozpoczęły się w październiku 2024 r. i potrwają do końca września 2028 r. Ich efektem ma być uzyskanie z biomasy określonych związków chemicznych o potencjalnym zastosowaniu przemysłowym.

Czytaj też: Biomasa agro doczeka się wsparcia?

Jednym z surowców, na których koncentrują się badania nad bardziej efektywnym wykorzystaniem biomasy, jest lignina. Jak wynika z przeglądu badań opublikowanego w „Sustainable Chemistry for the Environment”, każdego roku powstaje około 70 mln ton ligniny, z czego zaledwie 2% wykorzystuje się do produkcji wyrobów o wyższej wartości dodanej. Większość trafia do wykorzystania energetycznego w zakładach celulozowo-papierniczych.

– Fotoelektrochemiczna konwersja biomasy ma ogromny potencjał. To technologia szeroko wykorzystywana do produkcji prądu, chcielibyśmy do tego dodać jeszcze kolejny atut, czyli przy okazji produkcji prądu produkować również użyteczne związki, które nie będą pochodzić z ropy naftowej – tłumaczy dr Katarzyna Rybicka-Jasińska.

W efekcie związki wykorzystywane m.in. w produkcji leków czy kosmetyków mogłyby być pozyskiwane z odnawialnych surowców i produktów ubocznych zamiast z ropy naftowej. Technologia łączyłaby więc dwa kierunki wykorzystania biomasy: produkcję wartościowych związków chemicznych oraz wytwarzanie energii elektrycznej.

Zdjęcie: Archiwum Magazynu Biomasa

Źródło: