Мікроби в майбутньому стануть головними постачальниками палива

Відео: Як вижити без Газпрому: Майбутнє - за біопаливом

Відео: Аквапромишленное виробництво. Компанія Delta R ga

Відповідь на паливну кризу, який, згідно з численними прогнозами, очікує нас в 21 столітті, можуть дати бактерії, мікроводорості і гриби - вони зіграють роль ефективного джерела недорогого і екологічно нешкідливого біопалива, яке замінить нафту і газ. Так вважають автори досліджень, представлених на 108-му конгресі Американського товариства мікробіології в Бостоні.

В даний час в якості біопалива в більшості випадків використовують етанол - етиловий спирт, який отримують в основному з кукурудзи. Однак ця технологія викликає безліч нарікань: попит на біопаливо забирає у сільського господарства ресурси, які йшли на вирощування продовольчих культур, що призводить до зростання цін на продукти.

Дослідники розглядають можливість використовувати різні типи біомаси як їжу для мікроорганізмів, які будуть переробляти її в етанол. Зокрема, вельми привабливим виглядає використання похідних целюлози, яка входить до складу відходів лісової і паперової промисловості. Джерелом біомаси також можуть стати макулатура і відходи виробництва тростинного цукру.

Правда, на відміну від кукурудзи, що містить цукор у вільному стані, що дозволяє легко використовувати її для виробництва етанолу, в целюлозі цукор хімічно пов`язаний, і потрібні спеціальні зусилля, щоб її визволити.

Целллюлоза дасть біопаливо і цукор на додачу

Говинд Надатхур (Govind Nadathur) і його колеги з університету Пуерто-Ріко вивчають екосистеми і організми в пошуках ферментів, які можуть вивільнити цукор з целюлози.

Технологічний цикл починається з цукрової тростини і гібіскуса, які ростуть на місцевих полях. Вони дадуть звичайні продукти, такі як цукор і патока (яка використовується для виробництва рому), а також власне квіти гібіскуса (з яких роблять чай каркаде) і велика кількість відходів - біомасу.

За допомогою знайдених ферментів, Надатхур і його колеги зможуть розщепити біомасу до цукру і використовувати його для виробництва етанолу, вловлюючи вуглекислий газ, який виділяється при цьому процесі.

Вуглекислота буде надходити в резервуари з мікроводоростями, що виробляють полімери, які, в свою чергу, можуть бути використані у виробництві біодизеля. Відпрацьовані водорості можуть бути потім використані в якості добрив на полях цукрової тростини і гібіскуса, замикаючи таким чином цикл.

Зараз вчені розробляють спільно з компанією Sustainable Agrobiotech пілотну програму, яку розраховують запустити на початку 2009 року.

водневі бактерії

Інший багатообіцяючий тип біопалива - водень. Багато автовиробників вже розробили концепт-кари і автобуси, які використовують цей вид палива.

Сергій Марков з університету Остін-Пий (штат Теннессі) розробив прототип біореактора, в якому використовуються бактерії Rubrivivax gelatinosus, для виробництва водню в кількостях, достатніх для невеликого мотора.

Певні типи пурпурних бактерій, які зазвичай мешкають в донних відкладеннях ставків і озер, здатні переробляти окис вуглецю (чадний газ) і воду на водень. Проблема в тому, як ефективно забезпечувати кожну бактеріальну клітину газоподібним оксидом вуглецю - чадним газом, - каже Марков.

У його біореакторі бактерії приєднані до численних порожнистим волокнам всередині спеціального картриджа. Вода і газ вільно проникають крізь волокна, однак бактерії не проходять в пори через свого щодо великого розміру.

Водень з біореактора надходить в паливні елементи, які виробляють струм, достатній для роботи невеликого мотора. Єдина перешкода полягає в тому, що поки не визначено джерело окису вуглецю, але Марков заявляє, що його можна легко отримати з біомаси за допомогою спеціального термохімічного процесу. Існують також бактерії, які здатні виробляти окис вуглецю.

Паливо з сонячного світла і води. З невеликою допомогою бактерій

Один з дослідників і його лабораторія навіть знайшли спосіб виробництва водню з води і сонячного світла з невеликою допомогою бактерій.

Пінь Чин Мен (Pin Ching Maness) з Національної лабораторії поновлюваних джерел енергії в Колорадо досліджує синьо-зелені водорості, які можуть використовувати енергію сонця, розщеплюючи воду на водень і кисень.

Однак і тут є проблема. Один з ферментів, який використовують в цьому процесі синьо-зелені водорості, чутливі до кисню повітря, що робить процес отримання водню дуже складним.

На щастя, деякі види пурпурних бактерій використовують схожий фермент, що не чутливий до кисню. Мен і його колеги визначили гени пурпурних бактерій, які відповідають за виробництво цього ферменту. В даний час вони намагаються перенести цей ген в геном синьо-зелених водоростей, щоб змусити їх виробляти нечутливий до кисню фермент.