Fructose kan worden omgezet in brandstof, mogelijk voor auto’s

Populieren op Zuid-Beveland. Uit deze bomen kan biobrandstof worden gewonnen met behulp van enzymen en chemische katalyse. foto sake elzinga Nederland - Zuid Beveland- ( Zeeland ) - 02-02-2007 Zak van zuid Beveland. Dijkjes met populieren. Illustratie bij verhaal Koos van Zomeren. Foto: Sake Wlzinga
Populieren op Zuid-Beveland. Uit deze bomen kan biobrandstof worden gewonnen met behulp van enzymen en chemische katalyse. foto sake elzinga Nederland - Zuid Beveland- ( Zeeland ) - 02-02-2007 Zak van zuid Beveland. Dijkjes met populieren. Illustratie bij verhaal Koos van Zomeren. Foto: Sake Wlzinga Elzinga, Sake

Uit fructose is snel en eenvoudig een energierijke brandstof te maken. Dat tonen James Dumesic en zijn collega’s van de universiteit van Wisconsin-Madison aan in een experiment dat een belangrijke nieuwe tussenstap kan zijn in de snelle en goedkope productie van brandstof uit hout en plantenvezels (Nature, 21 juni).

Dat is belangrijk, omdat overal in de wereld wordt gezocht naar alternatieven voor fossiele transportbrandstoffen. Nu worden biobrandstoffen gewonnen uit landbouwgewassen als maïs, koolzaad en suikerriet, maar dat levert onvoldoende op en gaat ten koste van voedselproductie.

De brandstof die Dumesic heeft gemaakt heet 2,5-dimethylfuran (DMF). De verbrandingseigenschappen ervan in automotoren zijn niet onderzocht, maar de brandstof levert 40 procent meer energie (30 kilojoule per cm3) dan ethanol, is minder vluchtig, absorbeert moeilijk water en heeft een octaangehalte van 119. Volgens ECN-onderzoeker Herman den Uil, specialist op het vlak van biobrandstoffen, zijn dit gunstige eigenschappen voor een autobrandstof.

Dumesic maakt het DMF in twee stappen. Eerst zet hij de fructose om in hydroxymethylfurfural (HMF). Over deze processtap publiceerde hij al in Science (30 juni 2006). Uit HMF zijn tal van synthetische producten te maken die nu nog olie als grondstof vergen. Dumesic zet HMF nu ook om in brandstof door er een zuurstofmolecuul vanaf te halen met behulp van een katalysator van ruthenium en koper.

De manier waarop DMF wordt gemaakt is volkomen nieuw, aldus Den Uil. Nu worden biobrandstoffen gemaakt door biomassa te vergassen of door er enzymen op te laten inwerken. Enzymen zijn eiwitten die reacties versnellen in biologische cellen. De katalysatoren die Dusemic in plaats van enzymen gebruikt werken sneller en goedkoper; in het laboratorium in elk geval. In de toekomst zal moeten blijken of het proces ook werkt op de grote schaal die nodig is voor de productie van brandstoffen op industriële schaal.

Dumesic kan niet helemaal buiten de enzymen, omdat hij fructose gebruikt als uitgangsmateriaal. Op dit moment is fructose het makkelijkst te verkrijgen uit glucose, zo legt Dumesic in een e-mail uit. Daarvoor is wel een enzym nodig. Op de langere termijn is het de bedoeling om de glucose op grote schaal te gaan winnen uit hout of plantenvezels, maar ook daarvoor zijn enzymen nodig. Deze processtap is mede daarom nu nog duur en verloopt traag.

Michiel van Nieuwstadt