Een Duits-Chinees onderzoeksteam heeft een nieuwe synthetische route gevonden om biobrandstof te maken uit biomassa. De chemici zetten de uit biomassa geproduceerde stof 5-hydroxymethylfurfural (HMF) om in 2, 5-dimethylfuran (DMF), die geschikt zouden kunnen zijn als biobrandstof. In vergelijking met eerdere methoden, ze bereikten een hogere opbrengst en selectiviteit onder mildere reactieomstandigheden.

Het team onder leiding van Dr. Baoxiang Peng en Professor Martin Muhler van het Laboratorium voor Industriële Chemie aan de Ruhr-Universität Bochum (RUB) en de groep onder leiding van Professor Christof Hättig van de RUB Leerstoel voor Theoretische Chemie beschreven de methode samen met collega's uit Changzhou, China, in het journaal Angewandte Chemie . De definitieve versie van het artikel staat sinds 22 januari 2021 online.

Betere brandstof dan ethanol

"DMF zou zeer geschikt zijn als biobrandstof, omdat het een hoger octaangetal heeft dan ethanol, een betere energie-intensiteit en een ideaal kookpunt van 92 tot 94 graden Celsius, " legt Baoxiang Peng uit. Hoewel de omzetting van HMF naar DMF intensief is onderzocht, er zijn verschillende hindernissen.

DMF-productie vereist relatief zware reactieomstandigheden, zoals hoge waterstofdruk, en creëert vaak maar een kleine hoeveelheid van het gewenste product, terwijl ook ongewenste bijproducten worden gevormd. Onderzoekers zoeken dus naar nieuwe manieren om de reactie onder mildere omstandigheden efficiënt op gang te brengen. Dit is in het huidige werk gerealiseerd.

Mierenzuur als sleutel tot succes

Het team voerde de reactie uit in aanwezigheid van mierenzuur en waterstof. Palladium nanodeeltjes werden gebruikt als katalysator. Daarbij, de chemici bereikten een vijf keer grotere reactiesnelheid dan die gerapporteerd met eerdere methoden. De toevoeging van mierenzuur, vooral, een cruciale rol gespeeld bij het creëren van gunstige reactieomstandigheden, zoals blijkt uit de onderzoekers in hun gedetailleerde onderzoeken.

Ze voerden de reactie uit met verschillende additieven en vergeleken de opbrengst en selectiviteit, die het beste waren in aanwezigheid van mierenzuur. De stof zorgt voor een sneller reactiepad en voorkomt ook het optreden van ongewenste nevenreacties.