24/09/2012 - Neuer effizienterer Katalysator für die Produktion von Biokraftstoffen

Menéame

Eine internationale Untersuchung, an der sich das Oberster Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC) hat eine neue Art von Hybrid-Katalysatoren Organisch-anorganisch durch die Einkapselung von Enzymen in Hohlnanosphären.

Diese Nanosphären, die durch ein poröses Schottendeck begrenzt werden, könnten als Biokaliber für die Biodieselproduktion effizienter eingesetzt werden. Die Arbeit wird in der Zeitschrift Catalysis Today veröffentlicht.

Biodieselproduktion

Biodiesel ist ein flüssiger Biokraftstoff, der aus natürlichen Lipiden wie pflanzlichen Ölen oder tierischen Fetten gewonnen wird, ob durch industrielle chemische Verfahren recycelt oder nicht, und der bei der Herstellung von Gesamt- oder Teilersatzstoffen für aus Erdöl gewonnenes Gasöl verwendet wird. Der größte Nachteil bei der Erzeugung dieser sauberen und erneuerbaren Energie besteht darin, dass die für den Herstellungsprozess erforderlichen Pflanzenöle einen geringen Gehalt an freien Fettsäuren, Wasser und Triglyzeriden aufweisen müssen. Öle mit diesen Eigenschaften sind teuer und für den menschlichen Verzehr am besten geeignet.

Die Möglichkeit, Billigere Rohstoffe Darüber hinaus sind alternative Katalysatoren erforderlich, um Natriumhydroxide derzeit verwendet werden, die eine geringe Effizienz bei der Herstellung von Biodiesel zeigen: Die Erträge und Selektivität sind gering und der Katalysatorverbrauch ist hoch. "Nach diesem Ansatz wurden die Produktionsprozesse von enzymgebundenem Biodiesel, die in Porose-Matrizen stabilisiert sind, vor kurzem getestet und stellen eine vielversprechende und attraktive Alternative dar," erklärt der Forscher des CSIC Avelino Corma vom Institut für chemische Technologie, dem gemischten Zentrum des CSCI und der Polytechnischen Universität Valencia.

"Das Problem bei der Vorbereitung eines Bio-Katalysators ist die Erhaltung der Stabilität und Aktivität des eingefrorenen Enzyms. Im Allgemeinen ist das Medium, in dem das Enzym eingefroren wird, sehr wichtig, um seine aktive und natürliche Bildung zu erhalten. Nach dieser Argumentation sollten wir ein Enzym in einer wässrigen natürlichen Umgebung mit einer Siliziummembran fangen," fügt Corma hinzu.

Die Forscher der Institut für chemische Technologie Sie konnten ein organisch-anorganisch geformtes Feststoff synthetisieren, in dem es ein Enzym als aktives verkapseltes Gemisch gibt. "Der organische Teil dieser Nanosphäre verfügt über eine isolierte Lipase des Pilzs Rizhomucor miehei als Enzym. Die Nanosphäre wird von einer porösen Schale anorganischer Kieselsäure bedeckt, die die bioaktiven Moleküle im Inneren isoliert, schützt und stabilisiert.

Darüber hinaus wurde die Menge an Lipase und Silizium, die während des Festhaltens verwendet wurden, optimiert, um einen heterogenen, aktiven und stabilen Biokalizer zu erhalten. Diese neuen Hybrid-Nanosphären wurden getestet, um typische chemische Reaktionen in der Biodieselproduktion zu katalysieren, und sie wurden in der Lage, seine Aktivität nach fünf Reaktionszyklen zu erhaltenDies zeigt, dass seine katalytische Wirksamkeit höher ist als die des freien Enzyms. Jetzt bleibt es an der Zeit, diese Entdeckung in einer möglichen industriellen Anwendung zu nutzen," so der Forscher abschließend.

An dieser Studie nahmen auch Forscher aus der Universität Kalabrien, Italien.

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Referenz

A. Macario, F. Verri, U. Diaz, A. Corma, G. Giordano. Pure silica nanoparticles for liposome/lipase system encapsulation: Application in biodiesel production. Catalysis Today. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2012.07.014

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