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De la biomasse résiduelle au carburéacteur
Un nouveau procédé chimique développé par des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison convertit la cellulose des déchets agricoles en essence et en carburéacteur. Il produit du carburant en modifiant ce qui était jusqu'à présent considéré comme des sous-produits indésirables (acide lévulinique et acide formique) de la décomposition de la cellulose en sucre. Le travail a été décrit dans le numéro de cette semaine de la revue La science .
Robinet biocarburant : Le combustible liquide s'écoule du réacteur d'oligomérisation du butène, la dernière partie d'un nouveau procédé chimique de fabrication de biocarburants à partir de la cellulose.
Le processus est l'une des nombreuses nouvelles technologies qui fabriquent des carburants conventionnels tels que l'essence et le diesel à partir de la biomasse plutôt que du pétrole. Contrairement à l'éthanol, le type de biocarburant le plus courant aujourd'hui, ces nouveaux carburants peuvent facilement être utilisés dans les automobiles conventionnelles et transportés avec l'infrastructure existante. De plus, le carburéacteur qu'il produit stocke suffisamment d'énergie pour propulser des avions commerciaux ou militaires.
Jusqu'à présent, cependant, les méthodes de fabrication de ces biocarburants avancés ont souvent impliqué des processus biologiques dans lesquels les microbes décomposent les sucres dérivés de la biomasse, y compris la cellulose. La méthode du Wisconsin pourrait s'avérer plus fiable que ces processus car il s'agit d'un processus chimique plus facile à entretenir. De plus, le dioxyde de carbone créé lors de sa production peut être facilement capturé, un avantage par rapport aux biocarburants conventionnels.
Pour convertir la cellulose, un composant important de la biomasse, en carburant, les chercheurs doivent d'abord la décomposer en composants plus simples, tels que les sucres simples. Les micro-organismes transforment ensuite ces sucres pour en faire des carburants liquides. La cellulose peut être décomposée en la traitant avec des acides, mais ces réactions sont difficiles à contrôler - les sucres sont souvent convertis en acides formique et lévulinique. Plutôt que de le combattre, nous nous sommes demandé si nous pouvions commencer par le produit indésirable pour fabriquer du carburant, explique James Dumesic, professeur de génie chimique et biologique à l'Université du Wisconsin-Madison.
Il s'agit d'une approche totalement différente de la fabrication de biocarburants, explique Bob Baldwin, responsable des processus thermochimiques au National Renewable Energy Laboratory à Golden, CO, qui n'a pas participé aux travaux. Dans le processus du Wisconsin, les acides sont combinés pour former la gamma-valérolactone, un produit chimique industriel. Des catalyseurs à base de silice et d'alumine aident ensuite à le convertir en un gaz appelé butène, qui est facilement converti en carburants liquides, notamment l'essence et le carburéacteur.
L'un des avantages du processus du Wisconsin par rapport aux voies biologiques vers les biocarburants est qu'il pourrait réduire les niveaux de gaz à effet de serre, explique Doug Cameron, directeur général et conseiller scientifique en chef chez Piper Jaffray. Les biocarburants conventionnels sont au mieux neutres en carbone – les cultures cultivées pour les biocarburants éliminent le dioxyde de carbone de l'atmosphère, mais celui-ci est à nouveau libéré lorsque les cultures sont cultivées et transformées et que les biocarburants sont fabriqués et brûlés. Le nouveau procédé produit un flux de dioxyde de carbone pur et à haute pression, qui est facile à capturer et à stocker en permanence. En conséquence, les émissions nettes de carbone pourraient être négatives – une partie du dioxyde de carbone absorbé par les plantes serait empêchée de retourner dans l'atmosphère.
Cependant, des questions économiques demeurent. Baldwin dit que bien que le processus produise des rendements élevés des carburants souhaités, il nécessite un grand nombre d'étapes de traitement, y compris la séparation de la cellulose des autres composants de la biomasse, ce qui pourrait le rendre coûteux. Il devra également concurrencer d'autres procédés thermochimiques pouvant être adaptés pour fonctionner avec la biomasse, tels que ceux qui ont été utilisés pour convertir le charbon en combustibles liquides.