Nuevos productos de valor industrial a partir de CO2 y aceite de cocina usado

Investigadores de la Universidad de Lieja están desarrollando nuevos métodos para valorizar en tiempo récord el glicerol y el CO2 hacia moléculas de alto valor añadido.

Un estudio del Centro de Tecnología Integrada y Síntesis Orgánica (CiTOS), de la Universidad de Lieja, en Bélgica, ha demostrado cómo el carbonato de glicerol, un aditivo industrial de origen biológico, puede producirse en un tiempo récord utilizando CO2 y un subproducto de la industria de reciclaje del aceite de cocina. Realizado en colaboración con investigadores del Centro de Estudios e Investigación sobre Macromoléculas (CERM), este estudio, publicado en Angewandte Chemie International Edition, sienta las bases de una producción industrial continua.

Las ambiciosas directivas europeas sobre I+D y producción están estimulando la integración de tecnologías innovadoras para reducir el impacto ambiental y dejar de depender exclusivamente de los recursos petroquímicos. En este contexto, los investigadores del CiTOS, dirigidos por Jean-Chrsitophe Monbaliu, desarrollan nuevos procesos que privilegian las moléculas derivadas de la biomasa.

Entre estas moléculas de origen biológico, el glicerol destaca como un objetivo primordial debido a su abundancia.

El glicerol procede principalmente de la industria del biodiésel y del reciclaje del aceite de cocina; su escaso valor económico lo ha relegado hasta ahora a la categoría de residuo.

Otro residuo convertido en enemigo público número uno, el dióxido de carbono (CO2), es un efluente gaseoso industrial de escaso valor económico.

Ahora, combinando sus respectivas áreas de especialización, los equipos del CiTOS (química orgánica de flujo continuo en reactores micro/mesofluídicos y valorización de compuestos de base biológica) y del CERM (síntesis de materiales orgánicos a partir de CO2) están desarrollando nuevos métodos para valorizar el glicerol y el CO2 hacia moléculas de alto valor añadido.

El carbonato de glicerol, que formalmente resulta de la condensación de glicerol y CO2, se ha convertido recientemente en una estrella en ascenso. Ofrece varias ventajas sobre otros carbonatos derivados del petróleo, como los carbonatos de etileno y propileno, que son portadores clave de electrolitos en las baterías de litio. Su inflamabilidad significativamente menor podría reducir en gran medida los riesgos de incendio inherentes a estas baterías.

El carbonato también puede utilizarse como biolubricante, agente de formulación o disolvente ecológico alternativo.

«A pesar de semejante potencial, el mercado actual del carbonato de glicerol sigue siendo muy limitado», comenta Jean-Christophe Monbaliu. «La razón principal es que los procesos de producción actuales son lentos y caros. Nuestro trabajo pretende cambiar esta situación», prosigue.

El trabajo se basa en un enfoque híbrido que combina química orgánica fundamental y aplicada: un estudio detallado del mecanismo mediante química cuántica y su despliegue en condiciones mesofluídicas convergen hacia un proceso intensificado único. El proceso, validado a escala piloto, transforma un derivado directo del glicerol, concretamente el glicidol, en presencia de CO2 y de un catalizador orgánico, en carbonato de glicerol.

La eficacia del proceso, que se completa en menos de 30 segundos, supera con creces todos los procesos actuales de producción de carbonato de glicerol. «Estas métricas tan favorables abren perspectivas sin precedentes para una posible industrialización futura», concluye Jean-Christophe Monbaliu.