Met een goedkope nikkelkatalysator op actieve kool kun je de lignine in olifantsgras opbreken tot bruikbare chemische bouwstenen, zonder dat de suikers verloren gaan. Op die manier zou bioraffinage wel eens sneller rendabel kunen worden dan gedacht, suggereert een recente publicatie in ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Het proces van Mahdi Abu-Omar en collega’s van Purdue University (VS) komt er op neer dat je het gemalen olifantsgras suspendeert in methanol en het 12 uur laat sudderen bij 225 graden Celsius, onder waterstof of stikstof bij een druk van 10 tot 35 bar. Voor lignine-afbraak zijn dat tamelijk milde waarden. De katalysator zit daarbij in een soort poreus theebuiltje, die vloeistof doorlaat maar vast residu uit de buurt houdt.

Na afloop zitten, als het goed is, de restanten van het ligine in opgeloste vorm in de methanol. De (ligno)cellulose ligt als vast residu onderin de reactor. Achteraf kun je dat met zwavelzuur hydrolyseren tot glucose en andere suikers, maar je kunt het ook omzetten in chemische bouwstenen zoals levulinezuur en furfural. Dat laatste kan met een ándere goedkope katalysator, namelijk ijzer(III)chloride. Het voordeel van deze optie lijkt te zijn dat ze verloopt bij ongeveer dezelfde temperatuur als de lignine-afbraak.

De publicatie suggereert dat het vooral goed werkt bij olifantsgras (Miscanthus) en andere grassen. Die lignine is net iets anders samengesteld dan die in hout. Het verschil zit vooral in de aanwezigheid van ferulazuur-derivaten (zie het plaatje), waarvan de onderlinge bindingen het onder de beschreven condities relatief gemakkelijk begeven. De rest van de componenten komt dan ook los; als belangrijkste eindproducten worden dihydroeugenol, propylsyringol, dihydro-p-cumaarzuurmethylester en dihydroferulazuurmethylester opgegeven.

Het is de auteurs zo gelukt om 68 procent van de lignine om te zetten in dergelijke bruikbare aromaten. Met de (ligno)cellulose er bij maakten ze 55 procent van de biomassa verkoopbaar.

Of het ook op industriële schaal lukt, is de volgende uitdaging.

bron: C&EN