24/09/2012 - Un nouveau catalyseur plus efficace pour la production de biocarburants

Menéame

Une enquête internationale à laquelle le Conseil a participé Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) a développé un nouveau type de catalyseurs hybrides l’encapsulation des enzymes dans le sein des nanosphères creuses.

Ces nanosphères, limitées par une couverture poreuse de silice, pourraient être utilisées comme biocatalyseurs pour la production de biodiesel de manière plus efficace. Le travail est publié dans la revue Catalysis Today.

Production de biodiesel

Le biodiesel est un biocarburant liquide qui est obtenu à partir de lipides naturels, tels que les huiles végétales ou les graisses animales, recyclés ou non, par des procédés chimiques industriels, et qui s’applique à la préparation de substituts totaux ou partiels du gazole obtenu du pétrole. Le principal inconvénient lié à la production de cette énergie propre et renouvelable est que les huiles végétales nécessaires au processus de production doivent avoir une faible teneur en acides gras libres, en eau et en produits insaturés. Les huiles avec ces propriétés sont chères et plus adaptées à la consommation humaine.

La possibilité d’utiliser matières premières moins chères demande, en outre, l’utilisation de catalyseurs alternatifs aux hydroxydes actuellement utilisés, qui montrent une faible efficacité dans la production de biodiesel: les rendements et les sélectivités sont faibles et les consommations de catalyseurs sont élevées. "Suivant cette approche, les processus de production de biodiesel catalytique par enzymes, stabilisés au sein de matrices poreuses, ont été récemment testés et représentent une alternative prometteuse et attrayante," explique le chercheur du CSIC Avelino Corma, de l’Institut de Technologie Chimique, centre mixte du CSIC et de l’Université Polytechnique de Valence.

"Le problème qui se pose lors de la préparation d’un biocatalyseur est la préservation de la stabilité et de l’activité de l’enzyme immobilisée. En général, le milieu dans lequel l’enzyme est immobilisée est très important pour préserver sa conformation active et naturelle. Selon ce raisonnement, nous pensons qu’attraper une enzyme dans un milieu naturel aqueuse entouré d’une membrane silicéenne devrait être possible," ajoute Corma.

Les chercheurs Institut de technologie chimique ont été capables de synthétiser un solide de matière organique-inorganique à forme sphérique dans lequel il y a une enzyme en tant que composé actif encapsulé. "La partie organique de cette nanosphère a une lipase isolée du champignon Rizhomucor miehei comme enzyme. La nanosphère est recouverte d’une coquille poreuse de silice inorganiques qui isole, protège et stabilise les molécules bioactives de l’intérieur.

En outre, la quantité de lipase et de silice utilisée au cours de la procédure d’immobilisation a été optimisée afin d’obtenir un biocatalyseur hétérogène, actif et stable. Ces nouvelles nanosphères hybrides ont été testées pour catalyser des réactions chimiques typiques de la production de biodiesel, et ont été capables de conserver leur activité après cinq cycles de réaction, ce qui prouve que son efficacité catalytique est supérieure à celle de l’enzyme libre. Il reste maintenant à utiliser cette découverte dans une application industrielle potentielle," conclut le chercheur.

Cette étude a également impliqué des chercheurs de la Université de Calabria, Italie.

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Référence

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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