Les chimistes de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ont développé un nouveau catalyseur à faible coût pour la production de plastique. Il transforme un produit de bioraffinerie en matière première pour la synthèse de plastiques, qui pourrait représenter une alternative durable au PET généralisé. À la fois, la source d'énergie potentielle de l'hydrogène peut également se former au cours de la réaction. Au cours de l'étude, l'équipe autour du Dr Stefan Barwe et du Prof Dr Wolfgang Schuhmann du Centre des sciences électrochimiques de Bochum a coopéré avec le RUB Laboratory of Industrial Chemistry sous la direction du Prof Dr Martin Muhler. Les chercheurs décrivent le travail dans la revue Angewandte Chemie à partir du 9 juillet 2018.

"Nous pourrions faire un grand pas vers une industrie chimique durable si nous n'utilisions pas le pétrole brut comme matière première, mais plutôt de la biomasse qui n'est pas utilisée comme denrée alimentaire, " dit Wolfgang Schuhmann.

Une alternative au PET

Dans leur étude, les chercheurs basés à Bochum présentent un catalyseur au borure de nickel qui, comme il ne contient pas de métaux précieux, est facilement disponible et abordable par rapport à de nombreux autres catalyseurs. Il peut transformer le produit de bioraffinerie HMF (5-hydroxyméthyl-furfural) en FDCA (2, acide 5-furandicarboxylique). « Le FDCA est intéressant pour l'industrie car il peut être transformé en polyesters, " explique Stefan Barwe. " PEF, une alternative au PET, peuvent ainsi être produits – et tout cela à base de matières premières renouvelables, c'est-à-dire des plantes."

Dans les tests menés par l'équipe basée à Bochum, le catalyseur a transformé 98,5% du matériau de départ HMF en FDCA en une demi-heure; aucun déchet n'est créé. "Nous avons également conçu le catalyseur de manière à ce qu'il soit efficace dans les mêmes conditions dans lesquelles la production d'hydrogène est également réussie, " Stefan Barwe décrit un autre avantage du développement. Les chercheurs ont ainsi également pu utiliser le matériau de départ pour synthétiser de l'hydrogène comme source d'énergie potentielle. L'hydrogène est généralement obtenu à partir de l'eau par électrolyse, qui produit aussi de l'oxygène. L'étape de réaction particulièrement énergivore, dégagement d'oxygène, a été éliminé lorsque les chercheurs ont lié l'évolution d'hydrogène et la production de FDCA.

L'équipe a également clarifié la réaction étape par étape en utilisant des méthodes électrochimiques et la spectroscopie infrarouge. Pour la première fois, les chimistes ont pu suivre en temps réel quels produits intermédiaires transforment le HMF en FDCA.