I ricercatori chimici scoprono un catalizzatore da produrre

La scoperta della ricerca consentirà la produzione di materiali biorinnovabili da alberi e mais

Università del Minnesota

immagine: I ricercatori dell'Università del Minnesota hanno inventato una nuova tecnologia catalitica che migliora il processo e riduce sostanzialmente i costi di produzione di sostanze chimiche rinnovabili che possono essere utilizzate in un'ampia gamma di prodotti, tra cui vernici, rivestimenti e pannolini.vedere di più

Crediti: John Beumer, Centro NSF per i polimeri sostenibili, Università del Minnesota

Un team guidato dai ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities ha inventato una nuova tecnologia catalitica innovativa che converte materiali rinnovabili come alberi e mais in sostanze chimiche chiave, acido acrilico e acrilati utilizzati in vernici, rivestimenti e polimeri superassorbenti. La nuova tecnologia dei catalizzatori è anche altamente efficiente, il che significa costi inferiori per la produzione di sostanze chimiche rinnovabili.

La nuova formulazione del catalizzatore converte le sostanze chimiche a base di acido lattico derivate dal mais in acido acrilico e acrilati con la resa più alta raggiunta fino ad oggi. La tecnologia mostra prestazioni sostanzialmente più elevate se confrontata con altre classi di catalizzatori leader.

La ricerca è pubblicata online sul Journal of the American Chemical Society Gold (JACS Au), una delle principali riviste ad accesso aperto dell'American Chemical Society.

Il gruppo di ricerca è stato supportato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti attraverso il NSF Center for Sustainable Polymers, un team collaborativo multiuniversitario con la missione di trasformare il modo in cui la plastica viene prodotta, disfatta e rifatta attraverso una ricerca innovativa.

Il pubblico ha maggiore familiarità con l'acido acrilico e gli acrilati associati attraverso i suoi usi negli oggetti di uso quotidiano, dalle vernici e rivestimenti agli adesivi appiccicosi ai materiali superassorbenti utilizzati nei pannolini. Questi prodotti chimici e materiali sono stati prodotti nell’ultimo secolo a partire da combustibili fossili. Ma negli ultimi decenni, l’industria del mais è cresciuta espandendosi oltre gli alimenti e i mangimi per il bestiame, per dedicarsi alla produzione di sostanze chimiche utili. Una di queste sostanze chimiche derivate dal mais è l’acido lattico sostenibile, un ingrediente chiave nella produzione della plastica rinnovabile e compostabile utilizzata in molte applicazioni quotidiane.

L'acido lattico può anche essere convertito in acido acrilico e acrilati utilizzando catalizzatori. Tuttavia, fino alla scoperta di questo nuovo catalizzatore, i catalizzatori tradizionali erano molto inefficienti, raggiungevano rese basse e rendevano il processo complessivo troppo costoso.

"La nostra scoperta di una nuova formulazione di catalizzatore raggiunge la resa più alta fino ad oggi di acido acrilico da acido lattico", ha affermato Paul Dauenhauer, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Scienza dei Materiali dell'Università del Minnesota. "Abbiamo confrontato le prestazioni del nostro nuovo catalizzatore con quelle di tutti i catalizzatori precedenti e le prestazioni superano di gran lunga quelle degli esempi precedenti."

La nuova formulazione del catalizzatore riduce sostanzialmente il costo di produzione dell’acido acrilico rinnovabile e degli acrilati dal mais migliorando la resa e riducendo gli sprechi. Per la prima volta, ciò potrebbe ridurre il prezzo dell’acido acrilico rinnovabile al di sotto dei prodotti chimici di derivazione fossile.

L’opportunità economica generata dal nuovo catalizzatore è perseguita da Låkril Technologies, una startup che mira a produrre acido acrilico e acrilati rinnovabili a basso costo. Concedendo in licenza la tecnologia del catalizzatore all'Università del Minnesota, Låkril Technologies svilupperà la tecnologia oltre il laboratorio.

"La produzione chimica si è basata su una classe di catalizzatori chiamata 'zeoliti' per mezzo secolo", afferma il dottor Chris Nicholas, CEO di Låkril Technologies. "Poiché la scoperta del nuovo catalizzatore si basa su una formulazione di zeolite già disponibile su larga scala, il nostro nuovo processo per produrre acido acrilico e acrilati raggiungerà costi contenuti con bassi rischi."

Låkril Technologies, con sede a Chicago, ha già ricevuto 1,4 milioni di dollari in finanziamenti pre-avviamento per ampliare il processo. L'Iowa Corn Growers Association ha guidato il finanziamento con la partecipazione della Kentucky Corn Growers Association insieme alle sovvenzioni del Minnesota Corn Research and Promotion Council, dell'Indiana Corn Marketing Council, del Corn Marketing Council del Michigan, insieme ai premi Small Business Innovation Research (SBIR) di sia il Dipartimento dell’Agricoltura che il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.