Un estudio del Centro de Tecnología Integrada y Síntesis Orgánica (CiTOS) demuestra cómo se puede producir carbonato de glicerol, un aditivo industrial de origen biológico, en un tiempo récord utilizando CO2 y un subproducto de la industria del reciclaje de aceite de cocina.
Este estudio, realizado en colaboración con un equipo del Centro de Estudios e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) bajo el paraguas de una Acción de Investigación Concertada y publicado en Angewandte Chemie International Edition , sienta las bases para una producción industrial continua.
Las ambiciosas directivas de investigación y desarrollo y producción en Europa están estimulando la integración de tecnologías innovadoras para reducir el impacto ambiental y alejarse de una dependencia exclusiva de los recursos petroquímicos. En este contexto, los investigadores de CiTOS, dirigidos por Jean-Christophe Monbaliu, están desarrollando nuevos procesos que privilegian las moléculas derivadas de la biomasa.
El glicerol es un objetivo principal entre estas moléculas de base biológica debido a su abundancia. El glicerol se deriva principalmente de la industria del biodiesel y del reciclaje de aceite de cocina; su escaso valor económico lo ha relegado hasta ahora a la categoría de residuo. Otro residuo convertido en enemigo público número uno, el CO2 , es un efluente gaseoso industrial de bajo valor económico.
Combinando sus respectivas áreas de especialización, los equipos de CiTOS (química orgánica de flujo continuo en reactores micro/mesofluídicos y mejora de compuestos de base biológica) y CERM (síntesis de materiales orgánicos a partir de CO2 ) están desarrollando nuevos métodos para valorizar el glicerol y el CO2 hacia moléculas de alto valor añadido.
Carbonato de glicerol, que formalmente resulta de la condensación de glicerol y CO2 , se ha convertido recientemente en una estrella en ascenso. Ofrece varias ventajas sobre otros carbonatos derivados del petróleo, como los carbonatos de etileno y propileno, que son portadores de electrolitos clave en las baterías de litio.
Su inflamabilidad significativamente menor podría reducir en gran medida los riesgos de incendio inherentes a estas baterías. El carbonato también se puede utilizar como biolubricante, agente de formulación o disolvente verde alternativo. "A pesar de este potencial, el mercado actual del carbonato de glicerol sigue siendo muy limitado", comenta Jean-Christophe Monbaliu. "La razón principal es que los procesos de producción actuales son lentos y costosos. Nuestro trabajo está en el proceso de cambiar eso."
El trabajo se basa en un enfoque híbrido que combina química orgánica fundamental y aplicada:un estudio detallado del mecanismo a través de la química cuántica y su despliegue en condiciones mesofluídicas convergen hacia un proceso intensificado único. El proceso, validado a escala piloto, transforma un derivado directo del glicerol, el glicidol, en presencia de CO2 y un catalizador orgánico en carbonato de glicerol.
La eficiencia del proceso, que finaliza en menos de 30 segundos, supera con creces todos los procesos actuales para la producción de carbonato de glicerol. "Estas métricas favorables abren perspectivas sin precedentes para una posible industrialización futura", concluye Jean-Christophe Monbaliu.
Más información: Claire Muzyka et al, Proceso de flujo continuo intensificado para la producción escalable de carbonato de glicerol de base biológica, Edición internacional Angewandte Chemie (2024). DOI:10.1002/anie.202319060
Información de la revista: Edición internacional Angewandte Chemie
Proporcionado por la Universidad de Lieja
