ローレンスバークレー国立研究所（バークレー研究所）とサンディア国立研究所のチームが協力して、木質植物（森林の過成長や農業廃棄物など）を液体バイオ燃料に変換するための合理化された効率的なプロセスであると主張するものを開発しました。
この種の木質材料は現在、意図的または意図せずに燃やされており、森林の山火事の危険因子です。 研究はジャーナルに掲載されました ACS Sustainable Chemistry＆Engineering.
バークレーラボの高度なバイオ燃料およびバイオ製品プロセス開発ユニット（ABPDU）で働く研究科学者のエリックサンドストロームによると、木質バイオマスをバイオ燃料に変換する取り組みは、通常、化学的に分解することを非常に困難にする木材の固有の特性によって妨げられます。 彼のグループのXNUMXつの研究は、「そうでなければ野外やスラッシュパイルで燃焼されるバイオマス源の低コストの転換経路を詳述している」と述べた。
ABPDUの上級プロセスエンジニアであるSundstromとCarolinaBarcelosが率いる研究では、科学者は無毒の化学物質、市販の酵素、および特別に設計された酵母株を使用して、単一の反応器または「ポット」で木材をエタノールに変換しました。 」 さらに、その後の技術的および経済的分析により、チームは、この変換経路を介してガソリンガロン換算（GGE）あたり3ドルでエタノール生産を達成するために必要な改善を特定することができました。
この作業は、高い変換効率とシンプルなワンポット構成の両方を特徴とする、木質バイオマスからのエタノール生産のための初めてのエンドツーエンドプロセスのようです。 （料理人なら誰でも知っているように、ワンポットレシピは複数のポットを必要とするレシピよりも常に簡単です。この場合、それはまた、水とエネルギーの使用量が少ないことを意味します。）
Joint BioEnergy Institute（JBEI）のJohnGladdenとLalitenduDasが率いる補足研究では、チームがワンポットプロセスを微調整して、カリフォルニアを拠点とする木質バイオマス（松、アーモンド、クルミなど）を変換できるようにしました。とモミの木の残骸–入力が異なる木材タイプの混合である場合でも、草本バイオマスを変換するために使用される既存の方法と同じレベルの効率で。
「シエラの生い茂った松のような森林や、カリフォルニアのセントラルバレーのアーモンド果樹園のような農業地域から木質バイオマスを取り除くことで、複数の問題に一度に対処できます。火災が発生しやすい州での壊滅的な山火事、野焼きによる大気汚染の危険性です。 JBEIとSandiaのポストドクターフェローであるDasは、次のように述べています。 「それに加えて、大気に追加される炭素の量を大幅に削減し、バイオエネルギー産業で新しい雇用を創出します。」
エタノールは、従来のガソリンの排出削減添加剤としてすでに使用されており、通常、自動車やトラックに送り込むガスの約10％を占めています。 一部の特殊車両は、最大83％の高エタノール組成の燃料で動作するように設計されています。 さらに、植物バイオマスから生成されたエタノールは、より複雑なディーゼル燃料やジェット燃料を製造するための原料として使用でき、電化が困難な航空および貨物部門の脱炭素化に役立ちます。 現在、バイオベースのエタノールの最も一般的な供給源はトウモロコシの穀粒です。これは、化学的に分解するのがはるかに簡単なでんぷん質の材料ですが、生産するには土地、水、その他の資源が必要です。
これらの研究は、木質バイオマスが効率的に分解され、デンプンベースのコーンエタノールとコスト競争力のある統合プロセスで高度なバイオ燃料に変換できることを示しています。 これらの技術は、ガソリンやディーゼルにすでに存在する化合物と化学的に同一の「ドロップイン」バイオ燃料を製造するためにも使用できます。
この取り組みの次のステップは、パイロット規模で技術を開発、設計、および展開することです。これは、1日あたりXNUMXトンのバイオマスを変換するプロセスとして定義されています。 Berkeley Labチームは、ベイエリアに拠点を置く高度な再生可能燃料および生化学企業であるAemetisと協力して、この技術を商業化し、パイロットフェーズが完了したら大規模に立ち上げています。
