Voor het eerst is er een herbruikbare heterogene katalysator ontwikkeld die lignocellulose kan opsplitsen, blijkt uit een artikel in het Royal Society of Chemistry. Japanse onderzoekers gebruiken hierbij een opmerkelijke grondstof, namelijk de eucalyptusplant.

Lignocellulose is de meest voorkomende, niet uit voedsel bestaande, grondstof voor biobrandstoffen en biochemicaliën. Bestaande katalysatoren voor lignocellulose afbraak waren tot nu toe slecht herbruikbaar en homogeen wat scheiding van het product lastig maakt. Bij heterogene katalysatoren speelt het laatste niet.

De eerste, eenmalige, stap is het maken van de organische katalysator uit eucalyptuspoeder via oxidatie aan de lucht op 300 graden Celsius. Dit geeft een katalysator die de onderzoekers E-Carbon hebben genoemd. Deze bestaat voornamelijk uit aromaten met zwakke carboxyl- en alifatische zijgroepen.

Stap twee is het cyclische proces waarbij E-carbon en eucalyptuspoeder worden gemengd en vermaald. Dankzij het malen worden suikers die ingekapseld zitten in lignine vrijgemaakt. Ook wordt het contactoppervlak tussen het substraat en katalysator vergroot. De uiteindelijke hydrolyse wordt gestart na het toevoegen van zoutzuuroplossing en kortstondige verhitting tot 215 graden Celsius.

Volgens Atsushi Fukuoka en zijn groep is de katalysator in staat cellulose om te zetten in glucose met een rendement van 78% en hemicellulose naar xylose met 94%. Na de reactie en scheiding kan de katalysator hergebruikt worden: opnieuw oxideren aan de lucht maakt de cyclus rond.

Voor eucalyptus is gekozen omdat dit een snelgroeiende en goedkope plant is die al langer gebruikt wordt voor het maken van pulp. Volgens de Japanners is de oxidatie van houtachtige biomassa aan de lucht de sleutel tot de katalysator. De oxidatie zorgt voor zwakke carboxylgroepen die vergelijkbaar zijn aan die van de active site van het enzym cellulase.

Bron: Royal Society of Chemistry