Naukowcy z Instytutu Chemii Organicznej PAN rozwijają technologię, w której przetwarzanie biomasy odbywa się za pomocą światła i procesów elektrochemicznych. Z odpadów, np. pulpy po produkcji papieru, mają powstawać związki dla farmacji i kosmetyki, a przy okazji prąd.
Zespołem kieruje dr Katarzyna Rybicka-Jasińska. Badacze stosują podejście fotoelektrochemiczne, znane m.in. z fotowoltaiki. Różnica polega na tym, że ich układ ma wytwarzać nie tylko energię elektryczną, ale też związki organiczne. Jako surowiec naukowcy biorą pod uwagę produkty wtórne, takie jak pulpa pozostała po produkcji papieru czy skorupy owoców morza.
Jak działa układ fotoelektrochemiczny
Podstawą jest układ z dwiema elektrodami, katodą i anodą. Jedna z nich ma powłokę z materiału fotoczułego. Światło, np. słoneczne, wzbudza tę elektrodę i uruchamia przepływ prądu w całym układzie. To pozwala utleniać lub redukować przetwarzany materiał, od małych cząsteczek po dużo większe. Według założeń projektu energia światła ma umożliwić prowadzenie reakcji w łagodniejszych warunkach i przy mniejszym zużyciu prądu.
Od prostych związków do ligniny
Prace ruszyły w październiku 2024 r., a harmonogram przewiduje ich zakończenie z końcem września 2028 r. Zespół opracował już kilka procedur przemiany małych związków organicznych, zarówno elektrochemicznych, jak i fotoelektrochemicznych. Kolejnym krokiem ma być przeniesienie ich na większe układy, m.in. na ligninę z biomasy.
Lignina należy do głównych składników biomasy roślinnej, a zakłady celulozowo-papiernicze wytwarzają jej bardzo dużo jako produktu ubocznego. Newseria powołuje się na przegląd badań z pisma „Sustainable Chemistry for the Environment”: rocznie na świecie powstaje ok. 70 mln t ligniny, z czego mniej niż 2 proc. przetwarza się na produkty o wyższej wartości dodanej. Resztę papiernie wykorzystują głównie jako źródło energii.
Mniej ropy w chemii
Kierowniczka zespołu liczy, że dzięki tej technologii składniki kosmetyków i leków będą wytwarzane w bardziej ekologiczny sposób i taniej, bo proces będzie wymagał mniej energii. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej na przemysł przypada ok. 20 proc. globalnego popytu na ropę, a mniej więcej dwie trzecie ropy zużywanej w tym sektorze to surowiec dla chemii.
Na wdrożenie przyjdzie jeszcze poczekać. Przegląd opublikowany w sierpniu 2026 r. w „Bioresource Technology” wśród głównych przeszkód wymienia przejście od związków modelowych do rzeczywistych surowców z biomasy, trwałość katalizatorów, skalowanie reaktorów i rozdzielanie otrzymanych produktów.
Projekt jest realizowany w ramach działania FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej i otrzymał 3,55 mln zł dofinansowania z Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki.
Źródło: Newseria
Fot. Neeways / Freepik
