在每棵植物中 - 从树木到农作物 - 都存在一种组成木材或茎，纤维和细胞壁的物质。这种物质是一种称为木质素的复合天然聚合物，它是纤维素后地球上第二大可再生碳源。
这种天然丰度引起了研究界的高度兴趣，将木质素化学转化为生物燃料。如果植物生活确实存在可再生燃料的基础，那么似乎我们正在被绿色成长的潜在能源所包围。
但是将这些聚合物的复杂链解开成为可用于液体燃料和从药物到塑料的其他应用的组分，已经对科学和工业提出了持续的挑战。
目前有两种常用的木质素加工方法。一个需要酸加高热，另一个是热解，或在没有氧的情况下用高热处理。除了耗能的处理方法外，其结果也不尽如人意。
美国能源部Ames实验室的异构催化专家Igor Slowing解释道：“你们最终得到的是不稳定和反应性的分子，很容易重新聚合，这真是一个可怕的混乱。“我们需要能够以经济可行的方式将木质素解构成稳定，易于使用的组分。”
Ames实验室的科学家们正在努力实现这一商业化目标，试图在低温和低压下分解木质素模型的化学反应。已经有已知的方法通过添加稳定过程从木质素中回收有用的副产物。但是，Slowing和他的研究团队进一步分解和稳定化过程，通过使用磷酸盐改性的二氧化铈将两者结合成一个多功能催化剂。
Slowing说：“我们的过程是在非常温和的条件下破坏木质素样材料并在一个步骤中稳定化。“有趣的是，虽然在单一材料中发生了两种不同类型的化学过程，但它们似乎在协同作用下工作，并且能够在较低的温度下进行。
在另一个实验中，Slowing的研究团队将相关材料苯酚加工成有用的尼龙生产工业前体。这项工作使用由二氧化铈和掺杂了钠的钯制成的催化剂，这显着提高了工艺的反应性。它们还消除了通过天然气蒸汽处理产生的氢气的使用，并且使用节能的基于醇的氢化方法。
研究继续。“这两个结果非常有希望，我们的下一步是将两个实验结合在一起，并使用来自可再生能源的氢进行木质素解构，”Slow说。