Un proyecto internacional transformará azúcares en energía utilizando catalizadores inorgánicos

CSIC/DICYT El Instituto de Tecnología Química, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politécnica de València, participan en una investigación para transformar los azúcares en energía mediante el empleo de catalizadores artificiales como las zeolitas. Los resultados de este estudio se publican en el último número de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Actualmente, existe un interés creciente en el uso de fuentes de carbono renovables para la producción de productos químicos, polímeros y combustibles. Hoy por hoy, se están explorando numerosas transformaciones químicas de la biomasa en una amplia variedad de productos. En este sentido, una etapa clave en la producción biocombustibles a partir de la biomasa es la isomerización de glucosa a fructosa.

Para Manuel Moliner, investigador del CSIC que ha participado en el proyecto, “este procedimiento es muy interesante a nivel industrial, ya que nos permitiría acoplar otras reacciones consecutivas para la producción de productos químicos y combustibles derivados de la biomasa sin dañar el catalizador”.

El proceso consiste en la transformación de un azúcar, como la glucosa, en otra molécula similar, como la fructosa, que presenta una reactividad mucho mayor. En la actualidad, esta reacción de isomerización se lleva a cabo utilizando un catalizador biológico (enzima). Sin embargo, las enzimas presentan grandes problemas de operatividad (purificaciones previas, pH y temperaturas limitadas, desactivación de la enzima), que evitan o encarecen los procesos de obtención de químicos de alto valor añadido a partir de la biomasa.

Uno de los desafíos actuales, es ser capaces de aprender cómo actúan los sistemas biológicos y ser capaces de diseñar catalizadores más eficientes y estables que mimeticen su comportamiento. Precisamente, esto es lo que ha conseguido este grupo de investigadores, los cuales han sido logrado diseñar un catalizador inorgánico con grupos funcionales que son capaces de mimetizar el comportamiento del catalizador biológico.

“Lo que hemos conseguido ha sido inducir la isomerización de la glucosa en fructosa en un medio acuoso empleando como catalizador artificial una zeolita hidrófoba que contiene ácidos de Lewis. De este modo, podemos reproducir el proceso biológico en condiciones de temperatura o acidez más extremas”, añadió Moliner.

Este proyecto es liderado por el Instituto Tecnológico de California y cuenta con la participación del Laboratorio Nacional Argonne, la Universidad del Noroeste de Evanston, la Universidad del Estado de Wayne en Detroit, el Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Centro para la Ciencia y la Tecnología Catalítica de Delaware.