Revisión de rutas catalíticas para la obtención de mezclas de furanos provenientes de biomasa de caña de azúcar con potencial de uso como combustible sintético

Abstract

Uno de los propósitos fundamentales de la eficiencia energética consiste en que la movilidad eléctrica cumpla con el requisito de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), dicha eficiencia energética se ve enfrentada a diversos problemas técnicos como costo inicial de adquisición del vehículo, escasa red de carga en las ciudades, rango de distancia, la fuente de la energía para los vehículos eléctricos y que en Colombia una parte de la energía es generada por termoeléctricas. Los biocombustibles constituyen en la actualidad una fuente de energía prometedora, debido a las diferentes posibilidades para su obtención a partir de la biomasa. En el presente documento de monografía se realiza una revisión del potencial energético de la biomasa de la caña de azucar en Colombia y un análisis de las rutas catalíticas publicadas durante los años 2002 a 2022 para el tratamiento de esta biomasa vía deshidratación catalítica, y que conlleva a la conversión de hexosas en productos como 5-hidroximetilfurfural (HMF) y 2,5-dimetilfurano (DMF) con potencial aplicación como biocombustibles. Las rutas catalíticas para la obtención de furanos son diversas, algunas con poca selectividad, bajos rendimientos en su producción y requieren del uso de catalizadores costosos, generando subproductos como el 5-metilfurfural (5- MF), 5-metilfurfural alcohol (5-MFA) y 2,5-bis(hidroximetil)furano (BHMF) los cuales no son deseables como combustibles para motores, por tener puntos de ebullición muy altos, tener grupos polares en su estructura y por lo tanto afinidad con el agua. Sin embargo, en el presente documento se destacan aquellas metodologías que han generado una excelente conversión de los carbohidratos derivados de la biomasa, así como selectividades y rendimientos favorables de HMF y DMF en condiciones de reacción de temperatura y presión favorables (temperaturas menores a 100°C, presión atmosférica y pH cercano a la neutralidad). Esta revisión constituye un valioso aporte hacia la búsqueda e implementacion de alternativas energéticas, como combustibles sintéticos de cero emisiones de GEI, apoyándose en fuentes renovables de energía como las plantas de energía solar concentrada, y las razónes por las cuales estas tecnologías son la clave para que estas rutas catalíticas sean energéticamente más rentables.