Интернационален тим научници од Универзитетот во Манчестер и Технолошкиот универзитет во Хебеј разви нов катализатор со кој земјоделски отпад станува замена за нафта. Истражувањето, објавено во списанието „ACS Catalysis“, открива како преку прецизна молекуларна структура може ефикасно да се разгради лигнинот, сложената растителна компонента што со децении претставуваше главна технолошка пречка за одржливо производство на материјали.
Лигнинот е еден од главните структурни елементи на растенијата и најголем обновлив извор на ароматични хемикалии во природата. Во отпадната биомаса од земјоделството и шумарството тој зафаќа и до 35 проценти од вкупниот волумен.
И покрај изобилството, неговата комплексна хемиска градба и силните врски досега бараа агресивни хемикалии и високи температури за преработка. Поради тоа, најголемиот дел од овој отпад завршуваше изгорен или фрлен, наместо да се искористи како корисна индустриска суровина.
Тимот предводен од д-р Кристофер Парлет, Ксинјуе Џоу и Јутао Џијанг од Одделот за хемиско инженерство во Манчестер создаде таканаречен „катализатор од единечни атоми“.
Системот користи изолирани атоми на рутениум вградени во јаглероден материјал збогатен со азот. Конкретната атомска конфигурација, означена како „Ru–N₄“, ги активира молекулите на кислород. Овие активирани честички потоа директно ги напаѓаат и прекинуваат силните врски јаглерод-кислород и јаглерод-јаглерод во лигнинот.
Дизајнот овозможува максимален ефект со исклучително мали количини на скапиот метал, што го прави процесот драстично поекономичен од досегашните решенија.
Лабораториските тестирања покажаа речиси целосна конверзија на тест-примероците во вредни фенолни соединенија. Процесот функционира под релативно благи работни услови, без потреба од токсични или корозивни раствори.
Методот е потврден и на реални примероци од различна биомаса. Добиените ароматични соединенија можат директно да послужат како основни градежни блокови за производство на биогорива, биопластика и специјализирани синтетички материјали.
„Разбирањето како овие катализатори работат на атомско ниво ни овозможува да создадеме подобри материјали за претворање на обновливите ресурси во вредни хемикалии“, вели д-р Парлет.
