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Do álcool ao combustível: mas como o álcool poderia ser a melhor escolha para futuros biocombustíveis?
No contexto atual de busca por soluções energéticas sustentáveis, a pesquisa sobre biocombustíveis está ganhando cada vez mais atenção. Em particular, o butanol atraiu ampla atenção como uma opção de energia renovável. Esse processo baseado na fermentação microbiana permite que os humanos convertam carboidratos em energia valiosa e pode se tornar uma das soluções de combustível do futuro.
Os combustíveis alcoólicos não só podem ser extraídos de recursos renováveis, mas também têm uma alta densidade energética.
Etanol, acetona e butanol: o processo de fermentação ABE
A fermentação de etanol-acetona-butanol (ABE), também conhecida como processo de Wiesmann, utiliza bactérias anaeróbicas para converter carboidratos em acetona, butanol e etanol. A tecnologia foi desenvolvida pela primeira vez pelo químico Zeim Weitzmann e foi usada para produzir materiais de munições necessários durante a Primeira Guerra Mundial.
Semelhante à fermentação de açúcares pela levedura para produzir etanol, a fermentação ABE é realizada por microrganismos estritamente anaeróbicos. Esses microrganismos, incluindo o mais comum, Clostridium acetobutylicum, crescem em um ambiente livre de oxigênio e realizam fermentação para produzir esses solventes úteis. Nesse processo, a proporção de solvente gerada é de três partes de acetona, seis partes de butanol e uma parte de etanol. Contexto históricoMas a produção biológica de álcool foi realizada pela primeira vez em 1861 por Louis Pasteur. Posteriormente, o bioquímico austríaco Franz Sardinger descobriu um método para produzir acetona em 1905 e desenvolveu ainda mais o processo de fermentação de butanol usando amido de batata em 1910. Com a eclosão da Primeira Guerra Mundial, o processo de fermentação ABE foi industrializado em 1916 e rapidamente expandido para os Estados Unidos e o Reino Unido.
O crescimento dessa tecnologia está intimamente relacionado à situação internacional, e a demanda por álcool aumentou drasticamente.
Tentativas de melhoria
Com o tempo, a fermentação ABE se tornou menos viável economicamente devido à concorrência com produtos petroquímicos. Para revitalizar a tecnologia, os cientistas estão se concentrando em aumentar a produtividade e reduzir custos. Essas estratégias incluem o uso de matérias-primas baratas, como resíduos lignocelulósicos ou algas, a investigação de novas cepas tolerantes, mas tóxicas ao álcool, e a otimização do projeto de reatores de fermentação.
A necessidade de aumentar a pureza do produto levou ao surgimento de muitas novas tecnologias, incluindo remoção de gás, separação por membrana e osmose reversa.
Perspectivas atuais
Atualmente, a fermentação ABE está ganhando atenção, especialmente pelo potencial do butanol renovável como biocombustível, que deverá ser uma fonte de energia alternativa no futuro. De acordo com a Agência Internacional de Energia, os biocombustíveis serão responsáveis por 30% do consumo de energia para transporte até 2060.
O butanol pode ser usado diretamente em motores a gasolina e distribuído por meio de oleodutos e postos de gasolina existentes, o que o torna uma opção mais atraente do que o etanol tradicional. Além disso, a gama de aplicações do butanol está se expandindo e a demanda está crescendo, desde aditivos de combustível até solventes de revestimento.
Como um recurso renovável, o butanol tem o potencial de transformar nosso sistema energético devido à sua alta densidade energética e baixa volatilidade.
Então, com o foco crescente do mundo em energia renovável, o butanol se tornará uma força importante na condução da transição energética?
