Team di ricerca delle università statunitensi del Delaware, del Minnesota e del Massachusetts hanno messo a punto un processo per produrre butadiene da fonti naturali come alberi, erba e mais. L’articolo scientifico che illustra il processo è in corso di pubblicazione su ACS Sustainable Chemistry, una pubblicazione scientifica della American Chemical Society, tra i più importanti periodici scientifici nel settore della cosiddetta chimica verde. Tutti gli autori dello studio sono affiliati al CCEI, Catalysis Center for Energy Innovation, finanziato dal dipartimento statunitense per l’Energia. «Il nostro team – spiega Dionisios Vlachos, uno degli autori dello studio, dell’Università del Delaware – ha combinato un catalizzatore che abbiamo scoperto di recente con una nuova chimica per mettere a punto un sistema a basso costo e ad alta resa di produrre il butadiene. Lo studio potrebbe trasformare completamente sia il settore della gomma che quello della plastica» ha concluso, non senza un tocco di immodestia, lo scienziato.
La “nuova chimica” di cui parla Vlachos consiste in un processo in tre fasi che inizia da zuccheri ricavati da biomassa. Utilizzando una tecnologia sviluppata all’interno del CCEI il team di ricerca ha convertito gli zuccheri in un composto ad anello denominato furfurale. In un secondo passaggio il team ha processato il furfurale per trasformarlo in un altro composto ad anello, il tetraidrofurano (THF). Ma è stato nel terzo passaggio che il gruppo di ricercatori ha trovato la tecnologia innovativa, basata sul nuovo catalizzatore battezzato in inglese “phosphorous all-silica zeolite”, che consente di trasformare il THF in butadiene con un alta resa, superiore al 95%. Il team ha definito questa nuova reazione selettiva come “deidro-deciclizzazione” per rappresentare la capacità simultanea di rimuovere l’acqua e “aprire” la molecola ad anello.
«Abbiamo scoperto che i catalizzatori a base di fosforo, supportati da silice e zeolite, mostrano un’elevata capacità selettiva nella produzione di chemicals come il butadiene», ha osservato il professor Wei Fan, dell’Università del Massachusetts ad Amherst. «Quando si confrontano la loro capacità di controllare certi utilizzi in chimica industriale con quelle di altri catalizzatori, i materiali a base di fosforo si rivelano davvero unici e completano molto bene la serie di catalizzatori che abbiamo sviluppato negli anni al CCEI». Lo sviluppo del butadiene ecologico si inserisce in una più ampia mission green del CCEI, che dal 2009 ha focalizzato la propria ricerca sulle tecnologie dei catalizzatori in grado di produrre sostanze chimiche ecocompatibili e biocarburanti da biomasse legnose e cellulosiche.
