Un team di chimici della Ruhr-Universität Bochum (RUB), un'università tedesca, ha sviluppato un catalizzatore economico per la produzione di plastica "più verde".
Questo sviluppo potrebbe spingere in avanti la plastica PEF (polietilene 2,5-furandicarbossilato) come alternativa sostenibile al PET (polietilene tereftalato), la comune plastica a base di combustibili fossili utilizzata per produrre bottiglie d'acqua, contenitori di soda e altro.
Inoltre, durante la reazione viene creato idrogeno che può fungere da potenziale fonte di energia.
Lo studio
I ricercatori hanno sviluppato un catalizzatore di nichel boruro, che è più economico della maggior parte dei catalizzatori e facilmente reperibile.
Funziona efficacemente per trasformare HMF (5-hydroxymethylfurfural), un prodotto di bioraffineria derivato da biomassa non alimentare, in FDCA (acido 2,5-furandicarbossilico).
Sia HMF che FDCA sono "elencati come candidati altamente interessanti sulla strada per un'industria chimica" verde "", ha detto Stefan Barwe, ricercatore presso il RUB Center for Electrochemical Sciences e co-autore dello studio.
"L'FDCA può essere utilizzato come prodotto chimico di base per la produzione del polimero sostenibile PEF, un potenziale sostituto del PET a base di combustibile fossile pesantemente prodotto."
Lo stato "verde" di questi prodotti chimici è noto da tempo, ma l'ossidazione efficiente dell'HMF in FDCA è stata una sfida.
Il catalizzatore di nichel boruro ha spinto quel dilemma di lato.
"L'FDCA è interessante per il settore perché può essere trasformato in poliesteri", ha dichiarato Barwe in una nota.
"È così che si può realizzare PEF, un'alternativa al PET - tutto basato su materie prime rinnovabili, in particolare piante".
Un articolo che descrive lo studio completo e presenta la squadra completa è pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie.
Produzione di idrogeno
Durante i test, il catalizzatore è stato in grado di trasformare la percentuale 98.5 di HMF in FDCA in soli 30 minuti senza produrre rifiuti.
I ricercatori sono stati anche in grado di produrre idrogeno durante la reazione, che potrebbe essere utilizzato come potenziale fonte di energia.
Tradizionalmente, l'idrogeno si ricava dall'acqua usando l'elettrolisi, ma questo processo crea anche ossigeno, che è una fase di reazione che consuma energia.
Quando il team ha collegato l'evoluzione dell'idrogeno e la produzione di FDCA, sono stati in grado di bypassare l'evoluzione dell'ossigeno.
Qual è il prossimo passo?
A questo punto, la produzione FDCA di HMF è un argomento in via di sviluppo.
"Per l'ossidazione elettrochimica dell'HMF, devono essere sviluppate soluzioni per superare o aggirare la degradazione dell'HMF indotta da alte concentrazioni alcaline", ha affermato Barwe.
Più lavoro deve essere fatto prima che la PEF possa efficacemente sostituire il PET.
"La produzione di HMF deve essere ridimensionata, perché al momento è ancora troppo costosa", ha affermato Barwe.
"Al fine di portare il PEF a un punto in cui può essere un sostituto del PET pesantemente usato, la sua produzione deve essere economica".
Chiaramente, c'è ancora spazio per lo sviluppo e il miglioramento, ma è in arrivo un metodo più sostenibile per la produzione di plastica.
