WPI professeur de génie chimique Michael Timko avec un échantillon d'isobutanol. Il aide à développer un nouveau procédé qui pourrait offrir un moyen plus économique de fabriquer ce biocarburant prometteur, qui pourrait être utilisé comme additif ou remplacement pour l'essence. Crédit :Institut polytechnique de Worcester
Faire un pas de plus vers un remplacement « vert » des combustibles fossiles, une équipe de recherche comprenant un ingénieur chimiste du Worcester Polytechnic Institute (WPI) a développé un nouveau procédé utilisant un solvant inhabituel et un micro-organisme exotique qui pourrait permettre de fabriquer de l'isobutanol et d'autres biocarburants de manière plus économique.
Isobutanol, comme l'éthanol, est un alcool, mais sa solubilité dans l'eau plus faible (ce qui réduit le risque de corrosion associé à de nombreux biocarburants) et sa densité énergétique plus élevée (ce qui se traduit par une augmentation des miles par gallon), ont suscité un intérêt considérable pour l'utilisation potentielle du composé en tant qu'additif pour l'essence et même en remplacement de l'essence. Mais fabriquer de l'isobutanol, qui est généralement produit à l'aide de la biotechnologie, s'est avéré difficile et coûteux.
« Avec la menace croissante du changement climatique et notre dépendance aux combustibles fossiles et aux pays producteurs de pétrole, il existe un intérêt croissant pour l'utilisation de l'isobutanol comme additif pour l'essence à la place de l'éthanol, qui peut réduire considérablement le rendement énergétique d'un véhicule, " a déclaré Michael Timko, professeur agrégé de génie chimique à WPI. "Mais nous n'avons pas trouvé de solution écologique, efficace, ou un moyen peu coûteux de le produire.
Dans un article publié récemment dans Communication Nature (« Production et récupération de biocarburants microbiens d'ingénierie sous dioxyde de carbone supercritique »), Timko et ses collègues décrivent une nouvelle méthode de production et d'extraction d'isobutanol qui utilise du dioxyde de carbone supercritique comme solvant et une bactérie qui peut prospérer dans ce milieu dur, liquide antimicrobien. L'équipe a génétiquement modifié la bactérie, qui a été isolé d'un réservoir naturel de dioxyde de carbone à haute pression, en ajoutant des gènes pour la production d'isobutanol. Ils ont ensuite montré comment le dioxyde de carbone supercritique pouvait surmonter deux problèmes importants qui affligent les méthodes de production de biocarburants classiques :les faibles rendements et la contamination bactérienne.
Timko inspecte un appareil expérimental à haute pression qui a été utilisé pour mesurer la récupération de l'isobutanol en dioxyde de carbone supercritique. Crédit :Institut polytechnique de Worcester
Timko, qui a reçu un National Science Foundation CAREER Award en 2016 pour son travail avec les biocarburants, analysé le procédé et montré que le biocarburant pouvait être fabriqué en utilisant cinq fois moins d'énergie par rapport aux procédés de fabrication traditionnels, le rendant moins cher, plus efficace et plus respectueux de l'environnement.
"Nous avons fait les calculs pour prouver que ce processus fonctionne et qu'il fonctionne bien, ", a-t-il déclaré. "Nous avions l'intuition que cela fonctionnerait, mais la question était de savoir si ce serait économe en énergie. Il s'avère que, il est. L'art de la recherche a été de créer la technique d'extraction. Pratiquement toutes les façons de séparer les mélanges avaient déjà été essayées sur l'isobutanol, mais nous avons trouvé le bon processus."
