Description du projet
Mécanismes et cinétique de la pyrolyse de la lignocellulose
La décarbonisation implique de parvenir à produire des composés chimiques, des carburants et de l’énergie à partir de matières végétales lignocellulosiques. Il est donc important de comprendre ce qu’est réellement la lignocellulose, et comment ses structures chimiques réagissent lorsqu’elles sont soumises à des technologies de traitement thermochimique telles que la pyrolyse. La pyrolyse est une méthode prometteuse pour générer des produits de valeur à partir de la lignocellulose. Elle constitue par ailleurs un des processus fondamentaux de technologies thermochimiques plus complexes, comme la catalyse. Le projet Mod-L-T, financé par l’UE, entend décortiquer le mécanisme de réaction élémentaire et la cinétique de la pyrolyse de la lignocellulose. Pour se faire, il créera le premier modèle détaillé de réaction chimique à conservation de masse et d’énergie pour la lignocellulose, en se concentrant sur la cinétique de réaction moins étudiée de l’hémicellulose et de la lignine. Ces travaux permettront à l’industrie de mieux comprendre et de parvenir à simuler par ordinateur l’utilisation des déchets de biomasse lignocellulosique.
Objectif
Chemicals, fuels and energy must be produced from lignocellulosic plant-matter if global economies are to decarbonise. To be successful, these lignocellulose-derived products must compete in technical quality and price with fossil derived products. Thus, we must understand what lignocellulose is, and how its chemical structures react in thermochemical processing technologies, such as pyrolysis. Pyrolysis is a promising method to produce valuable products from lignocellulose and the basic fundamental process of more complex thermochemical technologies, such as catalysis. Mod-L-T deciphers the elementary reaction mechanism and kinetics of lignocellulose pyrolysis. Relative to cellulose, the reaction kinetics of hemicellulose and lignin are less studied, and thus the focus of Mod-L-T.
Mod-L-T creates the first detailed, elementary, mass- and energy-conserved chemical reaction model for lignocellulose pyrolysis.
A compositional characterisation and modelling procedure utilising Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy identifies what molecular structures comprise, and best represent actual lignocelluloses. The mechanism and kinetics of the pyrolysis reaction of the identified hemicellulose and lignin functionalities are then rigorously and systematically determined by the study of model molecules of incrementally increasing structural complexity, up to actual hemicellulose and lignin structures. Experimental and theoretical means are coordinated; A Thin Film Reactor obtains kinetically limited isothermal reaction rate and time-resolved evolved species information. Potential Energy Surfaces are determined by the M06-2X/6-311++G(d, p) methodology. This new fundamental knowledge is assimilated by the construction of detailed reaction kinetic models for hemicellulose, lignin and lignocellulose pyrolysis. The knowledge is disseminated for application in optimized and reduced models, envisaging their coupling to process and fluid dynamic engineering modelling tools.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG
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ERC-COG -Institution d’accueil
D02 CX56 Dublin
Irlande