Transformation of Sorbitol to Biofuels by Heterogeneous Catalysis: Chemical and Industrial Considerations Transformation du sorbitol en biocarburants par catalyse hétérogène : considérations chimiques et industrielles

• Main Authors: Vilcocq L., Cabiac A., Especel C., Guillon E., Duprez D.
• Format: Article
• Language: English
• Published: EDP Sciences 2013-05-01
• Series: Oil & Gas Science and Technology
• Online Access: http://dx.doi.org/10.2516/ogst/2012073

Decreasing oil supplies and increasing energy demand provide incentives to find alternative fuels. First, the valorisation of edible crops for ethanol and biodiesel production led to first generation biofuels. Nowadays, research is focused on lignocellulosic biomass as a source of renewable carbon (second generation biofuels). Whereas the cellulosic ethanol production is in progress, a new way consisting of the transformation of ex-lignocellulose sugars and polyols towards light hydrocarbons by heterogeneous catalysis in aqueous phase has been recently described. This process is performed under mild conditions (T < 300 °C and P < 50 bar). It requires on one hand hydrogen formation by catalytic reforming of carbohydrates in aqueous phase and on the other hand, the dehydration/hydrogenation of polyols leading to alkanes by selective C-O bond cleavages. The challenge here is to conceive multifunctional catalytic systems that are stable, active and selective under the reaction conditions. The aim of this article is to present the involved reactions, the catalytic systems described in literature for that kind of transformation and examples of industrial applications. <br> La raréfaction du pétrole et l’augmentation conjointe de la demande en carburants ont conduit à la recherche de carburants alternatifs. Dans un premier temps, la valorisation de ressources agricoles alimentaires pour la production d’éthanol et de biodiesel a permis de développer les biocarburants de première génération. Aujourd’hui les travaux de recherche s’orientent vers l’utilisation de biomasse lignocellulosique comme source de carbone renouvelable (biocarburants de deuxième génération). Alors que la filière de l’éthanol cellulosique est en plein développement, une nouvelle voie consistant à transformer des sucres et polyols d’origine lignocellulosique en alcanes légers par catalyse hétérogène bifonctionnelle en phase aqueuse a été récemment décrite. Ce procédé s’effectue à basse température et pression modérée (T < 300 °C et P < 50 bar). Il nécessite, d’une part, la formation d’hydrogène par reformage catalytique de carbohydrates en phase aqueuse et, d’autre part, la déshydratation/hydrogénation de polyols conduisant à un alcane par ruptures sélectives des liaisons C-O. Un défi lié à cette thématique réside dans le développement de systèmes catalytiques multifonctionnels stables, actifs et sélectifs dans les conditions de la réaction de transformation. L’objectif de l’article est de présenter les réactions mises en jeu, les systèmes catalytiques décrits dans la littérature pour ce type de transformation ainsi que des exemples d’applications industrielles.