Una colaboración de investigación internacional ha dado un paso importante hacia la fabricación comercialmente viable de biobutanol, un alcohol cuyo fuerte potencial como combustible para motores de gasolina podría allanar el camino lejos de los combustibles fósiles.

El avance clave es el desarrollo de un nuevo marco orgánico metálico, o MOF, que puede separar de manera eficiente el biobutanol del caldo de biomasa fermentada necesaria para la producción del combustible. Los hallazgos se publicaron hoy en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Los investigadores ahora buscan asociarse con la industria para tratar de ampliar el método de separación utilizando el nuevo marco orgánico de metales. dice el estudio correspondiente, Kyriakos Stylianou de la Universidad Estatal de Oregon.

Si escala bien, podría ser un hito importante en el camino hacia la no dependencia de los combustibles fósiles.

"Los biocombustibles son una alternativa de combustible sostenible y renovable, y el biobutanol ha surgido recientemente como una opción atractiva en comparación con el bioetanol y el biodiésel, "dijo Stylianou, investigador de química en la Facultad de Ciencias de OSU. "Pero separarlo del caldo de fermentación ha sido un obstáculo importante en el camino hacia una fabricación económicamente competitiva".

Butanol, también conocido como alcohol butílico, está más estrechamente relacionado con la gasolina que con el etanol y puede sintetizarse a partir del petróleo o fabricarse a partir de biomasa. El bioetanol (alcohol etílico) es un aditivo de biocombustible común, pero contiene significativamente menos energía por galón que la gasolina y también puede ser dañino para los componentes del motor.

El proceso de creación de biobutanol se conoce como fermentación ABE:acetona-butanol-etanol. Produce un caldo acuoso que alcanza un máximo de aproximadamente 2% de butanol en peso. De ahí la necesidad de una herramienta de separación que pueda funcionar bien en un ambiente acuoso y también en presencia de disolventes orgánicos. en este caso acetona, que es un ingrediente clave en productos como quitaesmalte y diluyente de pintura.

Stylianou y colegas de universidades de Suiza, Porcelana, el Reino Unido y España sintetizaron un nuevo marco organometálico, basado en iones de cobre y ligandos de carborano-carboxilato, conocido como mCB-MOF-1. El MOF puede extraer butanol del caldo de fermentación, por adsorción, con mayor eficiencia que la destilación o cualquier otro método existente.

El MOF es estable en disolventes orgánicos, en agua caliente, y en soluciones acuosas tanto ácidas como básicas.

"Los biocombustibles pueden aumentar la seguridad y el suministro de energía y también pueden ser una gran parte de un plan energético que realmente captura y almacena carbono, lo que sería enorme para cumplir los objetivos de lucha contra el cambio climático, "Stylianou dijo." El biobutanol es mejor que el bioetanol por una variedad de razones, incluso que es casi tan denso en energía como la gasolina y se mezcla bien con la gasolina. Y el biobutanol también puede reemplazar potencialmente al butanol sintético como un precursor esencial para una variedad de productos químicos industriales ".