Los científicos han desarrollado un método rentable de extracción de biocombustibles que podría convertirlos en alternativas viables a los combustibles fósiles en el transporte.

Biocombustibles, que están hechos de materia orgánica renovable, tienen un gran potencial como alternativas ecológicas a los combustibles fósiles en las industrias de la aviación y el transporte. Sin embargo, aunque previamente han sido comercializados para transporte y generación de energía, actualmente no se utilizan a gran escala debido a su alto precio, que es casi el doble que los combustibles derivados del petróleo.

Los biocombustibles son más caros que la gasolina y el diésel porque los procesos de conversión tradicionales que extraen biobutanol de grado combustible de la fermentación de biomasa consumen mucha energía y son de bajo rendimiento.

Ahora, Livingston Group en el Imperial College de Londres ha desarrollado una nueva solución que podría revolucionar la forma en que se producen los biocombustibles. allanando el camino para su uso generalizado en el transporte y la aviación.

En colaboración con bp, han desarrollado un sistema de extracción basado en membranas que utiliza menos del 25 por ciento de la energía de los procesos actuales y produce diez veces más biocombustible con una pureza superior al 99,5 por ciento.

Los hallazgos se publican en Ciencias de la energía y el medio ambiente .

El autor principal, el profesor Andrew Livingston del Departamento de Ingeniería Química de Imperial, dijo:"Debido a que son costosos, Los biocombustibles se suelen combinar con gasolina o diésel para que "vayan más allá". Nuestra nueva tecnología podría ayudar a reducir el costo de los biocombustibles para que eventualmente reemplacen a los combustibles fósiles en el transporte y la aviación, una situación mucho más feliz para el medio ambiente y en la que todos estamos trabajando ".

Membranas ultrafinas

Es probable que los biocombustibles desempeñen un papel central en la reducción de las emisiones de carbono y la mitigación de los impactos del cambio climático. Pueden reducir las emisiones netas de dióxido de carbono y partículas hasta en un 80 por ciento y son más sostenibles que los biodiésel debido al tipo de biomasa utilizada en su producción.

Los biocombustibles se producen fermentando biomasa residual y recuperando el combustible de la solución fermentada utilizando un extractante. Sin embargo, tanto los biocombustibles como los extractantes son tóxicos para los microorganismos necesarios en la solución, por lo que puede inhibir la producción y aumentar el consumo de energía.

En sus laboratorios en Imperial, Los investigadores investigaron el rendimiento de varias membranas compuestas de película delgada y se decidieron por una que puede bloquear el transporte de extractante y agua. permitiendo que solo circule el biocombustible. Descubrieron que esto protegía a los microorganismos y permitía la producción continua, resultando en un aumento de diez veces en la productividad en comparación con las técnicas convencionales.

Probaron la membrana con tres disolventes extractantes diferentes para ajustar aún más las mejores condiciones de funcionamiento. Descubrieron que el extractante 2-etil-1-hexanol exhibía una tasa de recuperación cinco veces más rápida, lo que redujo el consumo de energía del proceso a menos de una cuarta parte de los sistemas de recuperación convencionales.

Coautor Dr. Ji Hoon Kim, también del Departamento de Ingeniería Química, dijo, "Al combinar nuestra membrana ultrafina con un líquido de extracción altamente eficiente, podemos reducir significativamente el costo de producción de biocombustibles, que es un paso importante para reducir su precio total ".

Alternativa sustentable

Además de ser más limpio para el medio ambiente, Los biocombustibles pueden superar problemas con la capacidad y el almacenamiento de energía asociados con otras tecnologías renovables como las baterías, que hasta ahora han impedido que se adapten con éxito para su uso en la aviación y el transporte de larga distancia.

Otro beneficio de los biocombustibles con bajo contenido de etanol es que la mayoría de los motores de combustión convencionales ya están equipados para utilizar este tipo de combustible. Sin embargo, el desafío sigue siendo hacerlos atractivos desde el punto de vista financiero para que las empresas los adopten a gran escala.

Próximos pasos

Livingston Group ahora tiene como objetivo completar un estudio piloto o a gran escala de su trabajo para validar aún más los hallazgos, y refinar aún más su proceso mediante la modulación de membranas y la operación de recuperación continua con microorganismos inmovilizados.