Uno studio del Centro per la tecnologia integrata e la sintesi organica (CiTOS, Università di Liegi) dimostra come il glicerolo carbonato, un additivo industriale di origine biologica, può essere prodotto in tempi record utilizzando la CO2 e un sottoprodotto dell’industria del riciclaggio dell’olio da cucina. In collaborazione con i colleghi del Centro Studi e Ricerche sulle Macromolecole (CERM), questo studio getta le basi per una produzione industriale continua.
Le ambiziose direttive in materia di ricerca e sviluppo e produzione in Europa stanno stimolando l’integrazione di tecnologie innovative per ridurre l’impatto ambientale e abbandonare la dipendenza esclusiva dalle risorse petrolchimiche. In questo contesto, i ricercatori del CiTOS – diretti da Jean-Chrsitophe Monbaliu – stanno sviluppando nuovi processi che privilegiano le molecole derivate dalla biomassa. Tra queste molecole biobased, il glicerolo si distingue come bersaglio primario grazie alla sua abbondanza. Il glicerolo deriva principalmente dall’industria del biodiesel e dal riciclaggio dell’olio da cucina; il suo basso valore economico lo ha relegato fino ad oggi allo status di rifiuto. Un altro spreco diventato nemico pubblico numero uno, CO2,è un effluente gassoso industriale di basso valore economico. Unendo le rispettive aree di competenza, i team di CiTOS (chimica organica a flusso continuo in reattori micro/mesofluididici e upgrading di composti biobased) e CERM (sintesi di materiali organici da CO2) stanno sviluppando nuovi metodi per valorizzare il glicerolo e la CO2 verso molecole ad alto valore aggiunto.
Carbonato di glicerolo, che formalmente risulta dalla condensazione di glicerolo e CO2, è recentemente diventata una stella nascente. Offre numerosi vantaggi rispetto ad altri carbonati a base di petrolio come i carbonati di etilene e propilene, che sono importanti trasportatori di elettroliti nelle batterie al litio. La sua infiammabilità significativamente inferiore potrebbe ridurre notevolmente i rischi di incendio inerenti a queste batterie. Il carbonato può anche essere utilizzato come biolubrificante, agente di formulazione o solvente verde alternativo. “Nonostante questo potenziale, il mercato attuale del glicerolo carbonato rimane molto limitato”, commenta Jean-Christophe Monbaliu. “Il motivo principale è che gli attuali processi di produzione sono lenti e costosi. Il nostro lavoro è in procinto di cambiare questa situazione”, continua.
Il lavoro si basa su un approccio ibrido che combina chimica organica fondamentale e applicata: uno studio dettagliato del meccanismo attraverso la chimica quantistica e il suo dispiegamento in condizioni mesofluidiche convergono verso un processo intensificato unico. Il processo, validato su scala pilota, trasforma un derivato diretto del glicerolo, ovvero il glicidolo, in presenza di CO2 e un catalizzatore organico in glicerolo carbonato. L’efficienza del processo, che viene completato in meno di 30 secondi, supera di gran lunga tutti i processi attuali per la produzione di carbonato di glicerolo. “Questi parametri favorevoli aprono prospettive senza precedenti per una potenziale industrializzazione futura”, conclude Jean-Christophe Monbaliu.
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