Химики из Университета Бристоля показали, как получить из пива экологически безопасное возобновляемое топливо, — задача весьма актуальная в перспективе истощения углеводородных запасов («Catalysis Science and Technology», 2017,7, 5128—5134, doi: 10.1039/C7CY01553D).
Одним из самых распространенных видов экологически эффективного топлива считается биоэтанол. Так, в США обычный бензин, который продается через сеть бензоколонок, содержит 10% биоэтанола. Тем не менее этанол нельзя назвать идеальной заменой бензину — он обладает меньшей энергетической емкостью, легко смешивается с водой и может вызывать коррозию элементов двигателя. Изомерные бутиловые спирты (часто их смесь имеет коммерческое обозначение «бутанол») лучше этанола, однако получать биобутанол сложнее, чем биоэтанол.
Исследователи из Университета Бристоля несколько лет пытались разработать технологию конвертации доступного этанола в бутанол. Способы получения бутилового спирта из этилового уже существовали, однако все они годились только для чистого обезвоженного этанола и могли быть реализованы только в лаборатории. Чтобы процесс можно было довести до промышленного производства, сырьем должен быть бульон ферментации, состоящий преимущественно из воды (до 90%) и содержащий различного рода примеси.
Руководитель исследования профессор Дункан Уосс отмечает, что идеальная модель для бульона ферментации — слабые алкогольные напитки, то есть вино или пиво. По его словам, технологию, которая будет работать с этими напитками (в особенности с пивом), можно использовать и в промышленном масштабе.
Исследователям удалось найти рутенийбисфосфиновый катализатор RuCl2(dppm)2 (dppm — 1,1-бис(дифенилфосфино)метан), которые превращают этанол пива в бутанол, при этом предлагаемый ими каталитический процесс подходит и для больших количеств исходных веществ. Уосс подчеркивает, что любителям пива нет нужды беспокоиться — никто не планирует перегонять пиво на топливо и вообще использовать с этой целью пищевые сельхозкультуры, пиво всего лишь модель более дешевого сырья.
Преимущество подхода, разработанного Уоссом с коллегами, в том, что их методы выделения бутанола из реакционных смесей и его очистки совместимы с оборудованием, применяющимся на нефтеперерабатывающих предприятиях. Помимо практических задач масштабирования, исследователи развивают и академическую составляющую проекта — они изучают механизм обнаруженной реакции, пытаясь выяснить причины активности предложенного ими катализатора и создать новый, более эффективный.