Dans chaque plante, des arbres aux cultures, il existe une substance qui constitue son bois ou ses tiges, fibre, et les parois cellulaires. Cette substance est un polymère naturel complexe appelé lignine, et c'est la deuxième plus grande source de carbone renouvelable sur la planète après la cellulose.

Cette abondance naturelle a suscité un vif intérêt de la part de la communauté des chercheurs pour la conversion chimique de la lignine en biocarburants. Et si la vie végétale contient vraiment les éléments constitutifs des carburants renouvelables, il semblerait que nous soyons littéralement entourés de sources d'énergie potentielles partout où le vert pousse.

Mais démêler les chaînes complexes de ces polymères en composants, qui peut être utile pour le carburant liquide et d'autres applications allant des produits pharmaceutiques aux plastiques, a présenté un défi permanent à la science et à l'industrie.

Il existe actuellement deux méthodes courantes de traitement de la lignine. Il faut un acide plus un feu vif, et l'autre est la pyrolyse, ou le traitement à haute température en l'absence d'oxygène. En plus d'être des méthodes de traitement énergivores, les résultats sont moins qu'optimaux.

"Vous vous retrouvez avec des molécules individuelles instables et réactives, et ils se repolymérisent facilement. C'est une sorte de gâchis horrible, vraiment, " explique Igor Ralentissement, expert en catalyse hétérogène au laboratoire Ames du département américain de l'Énergie. "Nous devons être capables de déconstruire la lignine d'une manière économiquement faisable et stable, composants facilement utiles.

Slowing et d'autres scientifiques du laboratoire Ames s'efforcent d'atteindre cet objectif de commercialisation, expérimenter des réactions chimiques qui décomposent des modèles de lignine à basse température et pression. Il existe déjà des moyens connus de récupérer des sous-produits utiles de la lignine par l'ajout d'un processus de stabilisation. Mais Slowing et son équipe de recherche ont poussé plus loin les processus de décomposition et de stabilisation, en combinant les deux en un catalyseur multifonctionnel, en utilisant de l'oxyde de cérium modifié au phosphate.

"Notre procédé fait la rupture des matériaux de type lignine et la stabilisation en une seule étape dans des conditions très douces, " a déclaré Slowing. " La chose intéressante est que bien qu'il y ait deux types différents de processus chimiques qui se produisent dans un seul matériau, ils semblent fonctionner en synergie, et sont capables de le faire à une température plus basse."

Dans une autre expérience, L'équipe de recherche de Slowing a pu traiter un matériau connexe, phénol, en précurseurs industriels utiles pour la production de nylon. Ce travail a utilisé un catalyseur à base de cérine et de palladium dopé au sodium, ce qui augmente considérablement la réactivité du procédé. Ils ont également éliminé l'utilisation de l'hydrogène, qui est produit à partir du traitement à la vapeur du gaz naturel, et a utilisé à la place un procédé d'hydrogénation à base d'alcool économe en énergie.

Les recherches se poursuivent. « Ces deux résultats étaient très prometteurs, et notre prochaine étape consiste à combiner les deux expériences en une seule, et réaliser la déconstruction de la lignine à l'aide d'hydrogène issu d'une source renouvelable, " dit Ralentir.