化石燃料的可持续替代品！植物体内存在潜在可再生燃料资源

2022-01-20 22:20:10

可以从植物中提取生物燃料来替代化石燃料。解构木质素和纤维素的复杂结构以便利用来自封闭糖的能量是主要挑战。

Bloom Biorenewables SA正在释放这种能源，以帮助减少运输和航空部门对化石燃料的依赖，并生产日常材料。

木质纤维素描述了植物物质（生物质），它是地球上可用于生产生物燃料（如生物乙醇）的最丰富的原材料——化石燃料的可持续替代品。它们由碳水化合物聚合物（如纤维素）和芳香族聚合物木质素组成。木质素是木质纤维素中主要的非碳水化合物聚合物，约占木质纤维素原料的 15-32 w%。

聚合物的基础知识

聚合物是由长的、重复的分子链组成的材料。它们的特性是独一无二的，具体取决于各种类型的分子是如何结合的。有些弯曲和拉伸，例如人造橡胶，但有些会折断，例如天然树皮。

有机聚合物有助于合成材料，例如现代技术所必需的塑料和强力纤维。它们由线性、支化或交联结构构成。塑料是聚合物的一个例子，但这些是合成类型，而不是自然界中存在的那些。

聚合物并不总是人造的。它们存在于自然界中，可以由生物体制造。甚至 DNA（脱氧核糖核酸）也是一种聚合物。在双螺旋 DNA 中，两条聚合物链相互平行并扭曲。天然聚合物可以从自然界中提取用于工业用途。它们通常是水基的，例如丝绸、羊毛、DNA、纤维素和蛋白质。

绿色能源用植物聚合物

地球上最丰富的聚合物是纤维素和木质素——它们都是植物的主要组成部分。纤维素是一种包含成百上千个碳、氢和氧原子的分子。纤维素是构成植物细胞壁的主要物质，增强了它们的强度。

例如，木质素还在植物组织中形成结构元素，有助于加强植物细胞壁，增加木材和树皮的硬度。这些复杂的有机聚合物不能被人类食用和消化，但由于它们含有能量的分子，可用于一系列工业应用，特别是用于下一代生物燃料。

植物壁中的纤维素和木质素可能是清洁生物燃料和高价值化学品的潜在可再生资源。然而，长期以来一直面临着打破木质纤维素生物质的复杂 3D 结构以利用这种能力的挑战。一直呼吁改进主要生物质组分的充分分馏和溶解的方法。为了克服木质纤维素生物质解构带来的障碍，科学家可以在催化加工之前对生物质进行预处理。

Bloom 提高纤维素和木质素的生物质能力

Bloom Biorenewables SA 在应对挑战方面向前迈出了重要一步，开发了第一项将纤维素和木质素转化为化学产品的技术，可以为绿色社会提供动力。这家屡获殊荣的公司提供的技术解决方案能够实现从以化石燃料为基础的经济向可持续的、以植物为基础的经济转型。

他们生产了一种木质素聚合物，可用于生产可持续的酚类单体，以及一种水溶性木质素生物聚合物。他们还开发了极其纯净和高度结晶的纤维素，这是纸浆和造纸工业中某些材料的更可持续的替代品。

Blooms 的产品还包括功能化糖——一种源自复杂生物精炼工艺的优质生物基构件、来自未缩合木质素的木质素芳香单体，专门解聚为芳香单体，以及来自解构木质素的大量木质素低聚物。

他们在他们的网站上解释说：“通过我们的醛辅助分馏 (AAF) 技术，我们可以有效地分离纤维素部分，同时稳定木质素聚合物和半纤维素衍生的糖。这些稳定的结构首次使木质素和半纤维素的全部潜力得以发挥。”

Bloom 成立于 2019 年，是洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的衍生公司。这家屡获殊荣的公司正在运行一个年产能为 50 吨的试验工厂。目标市场是香精和丁香酚等高需求分子的香精香料 (F&F) 行业。

石油替代潜力

这种聚合物有助于开发替代燃料，帮助每年减少 1.57 亿吨 CO 2，相当于全球年排放量的 3%。石油为我们的汽车和产品提供燃料，无论是塑料包装、我们房间的地板，甚至是我们的衣服。根据大宗商品分析师 ICIS 的数据，这些产品由原油衍生的石化产品制成，占原油需求的不到 20%，到 2040 年可能增加到 29%。

每年大约生产 35-4000 万吨芳烃，Bloom 估计每生产 1 吨生物质基芳烃可以减少 19.3 吨 CO 2排放。为用于制造聚合物、药物和粘合剂的化学品提供天然替代品可以进一步显着降低全球排放量。

未来的生物燃料

Bloom 的生物燃料可为航空和航运业提供可持续的替代能源，所提供的产品还可用于生产环保塑料、香水、食品和药品。

芳烃是另一个重点，通常是石油衍生的化学品，用于为航空和海运部门制造燃料，其中脱碳具有挑战性。

公司的目标是逐步提高产能，为化工行业创造更多的芳香族分子，如 BTX 和苯酚，创造更可持续的未来。