Investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València,
han desarrollado catalizadores capaces de aumentar el valor de las materias primas
obtenidas de la biomasa, lo que puede tener múltiples utilidades industriales,
especialmente en el campo de los combustibles para automoción. Los resultados del
trabajo aparecen publicados en la revista Catalysis Science & Technology.
La biomasa celulósica está formada por materiales como madera, residuos forestales,
papel reciclado, residuos de la industria papelera, desechos agrícolas o residuos sólidos
urbanos. Desde hace unos años, la biomasa celulósica se presenta como una
alternativa sostenible al uso de fuentes fósiles para la producción de combustibles y
productos químicos.
El investigador del CSIC Marcelo E. Domine explica que “la biomasa se suele procesar
mediante pirólisis, una trasformación termoquímica que convierte los residuos
agrícolas y forestales en combustibles líquidos. El problema es que los bioaceites que
se obtienen mediante este método son mezclas complejas que contienen agua y
compuestos orgánicos oxigenados, que presentan una alta reactividad, lo que dificulta
su almacenamiento y uso directo como combustibles líquidos”.
Los bioaceites obtenidos mediante la pirólisis de la biomasa se someten a tratamientos
con hidrógeno y catalizadores industriales a altas temperaturas, que consumen gran
cantidad de energía y presentan una escasa productividad, ya que muchos de los
compuestos oxigenados se convierten en gases durante el proyecto. Existe otra
alternativa conocida como extracción líquido-líquido o extracción con disolventes, queñade agua a los bioaceites para separar sus componentes aprovechando su diferencia
de solubilidad. Como resultado de esta técnica se extraen compuestos susceptibles de
ser procesados para su uso como combustibles líquidos, y residuos acuosos con
contenido de ácido acético, aldehídos, cetonas, alcoholes y otros compuestos de
escaso valor.
“Nos planteamos encontrar un modo de transformar estos residuos acuosos de bajo
valor y convertirlos en una mezcla de hidrocarburos y compuestos aromáticos útiles
para la industria. Por eso, experimentamos con la síntesis hidrotermal de catalizadores
basados en óxido de niobio para condensar los compuestos oxigenados presentes en
los residuos acuosos de las biorefinerías. Los resultados mostraron que estos
catalizadores presentan mayor actividad catalítica, hasta un 30 % más que otros
catalizadores, mientras que medidas de difracción de rayos X y espectroscopía Raman
indicaron una mayor estabilidad de los mismos después de varias reutilizaciones, ya
que son resistentes al agua”, añade José M. López-Nieto, también investigador del CSIC
en el ITQ.
“Pensamos que este hallazgo sirve para aumentar el valor de los residuos acuosos
producidos en las biorefinerías, que son transformados catalíticamente en una mezcla
de hidrocarburos que son susceptibles de ser empleados en la fabricación de
combustibles para automoción”, concluye M. Domine.
A. Fernández-Arroyo, D. Delgado, M. E. Domine y J. M. López-Nieto. Upgrading of oxygenated
compounds present in aqueous biomass-derived feedstocks over NbOxbased catalysts. Catal. Sci.
Technol. 2017, DOI: 10.1039/c7cy00916j