Un consortium d'universités britanniques, soutenu par la jeune pousse Intensified Technologies Incorporated (ITI) issue de l'Université de Newcastle, effectue des recherches sur des petites raffineries qui pourraient convertir de la biomasse cultivée localement en combustible, électricité, chaleur et produits chimiques à l'échelle locale.

La méthode pour parvenir à ces nombreuses conversions est de renforcer et d'intégrer différents procédés concentrés les uns après les autres à petite échelle (Process Intensification and Miniaturisation, PIM). Les trois procédés considérés sont : une première conversion de la biomasse en produit chimique à haute valeur,suivie d'une conversion des résidus de la biomasse en bioéthanol par fermentation, puis gazéification des restes du procédé précédent en gaz de synthèse, qui doit être purifié et dont la composition doit être contrôlée.

L'équipe de chercheurs utilise des matériaux micro ou nanoporeux, polymères, métaux et céramiques. Ces matériaux poreux peuvent aujourd'hui être créés en quelques secondes à l'aide de micro-ondes contre plusieurs jours dans le passé. Le rôle de ces matériaux poreux est de développer la culture et l'efficacité des bactéries : en fonction de la taille des pores, le stress physiologique de la bactérie peut être contrôlé modifiant ainsi son comportement. Sa productivité peut être multipliée par 20 ou 30.

Un type de bactérie ainsi développé sur polymère poreux, permettra d'accélérer la croissance de la biomasse, la rendant cultivable sur des surfaces marginales ou sèches. La quantité de biomasse sera alors augmentée, offrant un apport plus constant, prévisible pour les petites raffineries. D'autres sources de biomasse peuvent être utilisées comme les déchets municipaux solides, les boues issues des stations d'épuration et les résidus de l'agriculture. Ces autres matières premières seraient directement converties en bioéthanol et en syngaz.

Des métaux avec des pores continus d'une taille de 100 à moins de 10 micromètres de diamètre devraient être utilisés en tant que catalyseurs dans la bioraffinerie pour la production de produits chimiques. Des céramiques poreuses sont actuellement en développement pour renforcer les procédés dans la raffinerie.

Le syngaz obtenu à la fin du procédé peut être séparé en ses constituants : dihydrogène, monoxyde de carbone, méthane et dioxyde carbone pour former d'autres molécules plus grandes telles l'ammoniaque, l'éthanol et le méthanol. La conversion du syngaz en produits chimiques nécessite des réactions catalytiques et un "nettoyage" du syngaz, plus facile à haute température.

Par ailleurs, le syngaz peut directement être utilisé comme combustible pour un moteur à combustion ou pour une pile à combustible pour produire de l'électricité. Ces opérations nécessitent aussi de hautes températures pour fonctionner plus efficacement. Les chercheurs étudient donc les propriétés de catalyseurs métalliques qui fonctionnent jusqu'à 1.600 °C.