"Мы используем 20 миллионов баррелей нефти в день в США; это примерно пятая часть мирового потребления", - сказал Нед Джексон, профессор органической химии в Колледже естественных наук Мичиганского государственного университета. "Все наше жидкое топливо и почти все производимые нами материалы, от бензина и галлоновых канистр до столешниц и одежды, начинаются с нефти - сырой нефти".

Необходима разработка инструментов для перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам углерода для всех этих компонентов повседневной жизни. Но согласно самым оптимистичным прогнозам, сказал Джексон, "То, что мы могли бы ежегодно получать из биомассы в США, содержит лишь примерно на две трети больше углерода, чем сырая нефть, которую использует страна".

Джексон и его бывший аспирант Ютин Чжао, ныне постдокторант Университета Иллинойса, разработали химический метод, который позволяет электричеству и воде разрушать прочные химические связи в биомассе или растительном веществе. Этот "электрокаталитический" процесс может быть применен к лигнину, богатому углеродом компоненту биомассы, который обычно выбрасывается или просто сжигается как побочный продукт производства бумаги. Этот новый инструмент также обладает потенциалом для уничтожения загрязняющих окружающую среду веществ.

Исследование было опубликовано 19 апреля 2022 года в журнале Природные коммуникации.

Глобальная цель состоит в том, чтобы использовать как углерод, так и энергию, запасенную в биомассе, чтобы она могла заменить нефть. Но необходимы новые, эффективные методы для расщепления этого сложного, прочного, низкоэнергетического материала на строительные блоки для топлива и продуктов. В частности, необходимы инструменты для разъединения прочных химических связей, которые связывают его воедино, сохраняя при этом - и даже увеличивая - как можно больше содержания углерода и энергии.

"Одна из вещей, которая движет нами, - это идея о том, что наше основное использование нефти - это топливо, которое сжигается для производства энергии, добавляя парниковые газы в атмосферу", - сказал Джексон. "Новая наука - это шаг к извлечению полезных соединений углерода, которые вытеснят некоторую долю ископаемой нефти, которую мы используем сегодня".

Часть этого исследования была поддержана Исследовательским центром биоэнергетики Великих озер (GLBRC). GLBRC возглавляется Университетом Висконсин-Мэдисон и объединяет более 400 ученых, инженеров, студентов и сотрудников различных дисциплин из таких институтов, как МГУ. Одной из целей GLBRC является разработка экологически чистого биотоплива.