Водоросли могут стать надежным и экологически чистым источником топлива

НаукаНаука

Нефть можно получить даже из канализации

Нефть, газ, уголь и прочие традиционные топливные материалы можно не только добывать из недр, но и получать из возобновляемого биологического сырья. По химическим и физическим свойствам такие материалы практически не отличаются от ископаемых аналогов и не уступают им как энергоносители.

В исследовании участвовали ученые Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (Москва), Российского университета дружбы народов (Москва), а также сотрудники компаний «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», РИТЭК, Strata Solutions и университета Graphic Era (Индия)

Фото: Bloomberg / Getty Images

Как делают бионефть из цианобактерий Arthrospira platensis и как углекислый газ сказывается на их росте, корреспонденту «Ъ-Науки» рассказал заведующий лабораторией энергоаккумулирующих веществ Объединенного института высоких температур РАН, кандидат технических наук Михаил Власкин.

Откуда сырье

Из любой биомассы возможно получить любой тип биотоплива: все определяется лишь методом выделения — теми физическими и химическими воздействиями, которые к ней применяют. Поскольку биомасса бывает разная по биохимическому составу, некоторые комбинации метода и типа биомассы целесообразны, другие же — заведомо неэффективны. К примеру, если биомасса богата липидами (жирами), тогда имеет смысл выделять из нее биодизель: в результате реакции трансэтерификации метиловые эфиры жирных кислот конвертируются в биотопливо. Если в биомассе много углеводов, тогда путем ферментации можно получить из нее биоэтанол.

Биохимический состав биомассы зависит от того, откуда она взялась. В зависимости от того, какое было использовано сырье для получения биотоплива, его принято разделять на три поколения. Так называемое биотопливо первого поколения вырабатывают из специально выращенных для этого сельскохозяйственных культур. Например, рапс и сахарный тростник как биомасса для производства биоэтанола первого поколения. Для производства биотоплива второго поколения специально биомасса не выращивается — используются непищевое сырье (целлюлоза) и органические отходы. Сырьем для биотоплива третьего поколения служат фотосинтезирующие микроорганизмы (главным образом цианобактерии и микроводоросли), для которых свет — основной источник энергии. Микроводоросли, как следует из названия, это микроскопические фотосинтезирующие организмы, обитающие как в морских и пресноводных, так и в почвенных экосистемах. Водоросли как группа организмов различного происхождения объединены следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания (они способны самостоятельно синтезировать необходимые им питательные вещества из внешней среды при помощи энергии света), обитание в водной среде или во влажных условиях. С точки зрения систематики, к водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Кроме того, к водорослям по-прежнему причисляют сине-зеленые водоросли, или цианобактерии, являющиеся прокариотами.

Живое топливо

Цианобактерии и микроводоросли выращивают главным образом для изготовления пищевых и кормовых добавок. Наиболее распространенные из них — цианобактерия Arthrospira (или спирулина) и микроводоросль хлорелла. 85–90% мирового производства фотосинтетических микроорганизмов приходится на спирулину, порядка 5% — на хлореллу. Спирулина обитает в теплых тропических и субтропических озерах Азии, Южной Америки и Африки; в частности, широко распространена в озере Чад. Микроводоросли и цианобактерии хороши тем, что они богаты белками, а при определенных условиях можно увеличить и концентрацию липидов (жиров). Как правило, содержание жиров у микроводорослей, растущих в естественной среде, составляет примерно 40% от общей массы. В условиях направленного культивирования содержание жирных кислот можно значительно повысить, вплоть до 70–80%. Из такой биомассы можно получить как биодизель, так и бионефть.

Как и любые фотосинтезирующие организмы, спирулина и хлорелла растут исключительно за счет реакции фотосинтеза. Эффективность фотосинтеза зависит как от потока светового излучения, так и от площади контакта со средой, из которой микроводоросли получают питательные вещества. Микроводоросли и цианобактерии растут в жидких питательных средах, поэтому их клетки довольно интенсивно взаимодействуют с окружающей средой. В результате при достаточном освещении они способны чрезвычайно быстро расти, а некоторые микроводоросли удваивают число своих клеток (а значит и свою массу) в течение суток. Поскольку в отличие от наземных растений микроводоросли растут в водных средах, они не нуждаются в качественных пахотных землях.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Импорт в гостях у импортозамещения Импорт в гостях у импортозамещения

Прогнозы российского импорта на следующие три года значительно улучшены

Деньги
Солнечный закат в цветке Солнечный закат в цветке

Может ли цветок передать всё великолепие африканского заката?

Наука и жизнь
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

Круглые черви провели в криоанабиозе 46 тыс. лет — и снова начали размножаться

Наука
«Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду «Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду

Наша героиня поняла, что лучшая профессия для нее — воспитатель в детском саду

VOICE
Девушки в деревне Девушки в деревне

Почему жить в деревне — это классно?

Новый очаг
Синдром Ребекки: 3 причины, почему нынешние партнеры следят за бывшими и наоборот Синдром Ребекки: 3 причины, почему нынешние партнеры следят за бывшими и наоборот

Синдром Ребекки: что это такое и как этот синдром влияет на жизнь человека

Psychologies
Бытовой прибор Бытовой прибор

Как автолюбителя превратить в автопользователя

Автопилот
«Я занималась сексом с мужчинами у него на глазах»: бывшая возлюбленная P Diddy обвинила его в многолетнем насилии «Я занималась сексом с мужчинами у него на глазах»: бывшая возлюбленная P Diddy обвинила его в многолетнем насилии

Бывшая Пи Дидди заявила, что он 13 лет подвергал ее насилию и издевательствам

VOICE
Финишная прямая Финишная прямая

Чек-лист по подготовке к Новому году – за месяц до праздника

Лиза
Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах Совместно нажитые проблемы: пять главных мифов о разводах

Пять популярных, но ошибочных убеждений о разводах

Forbes
Когда возникает «наука», или История понятия «science» Когда возникает «наука», или История понятия «science»

Развитие научного знания в Англии в XVII веке

Знание – сила
Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки

Когда язык умирает, а когда просто спит? Можно ли его разбудить?

ТехИнсайдер
Нечерноземная треть страны Нечерноземная треть страны

30 регионов производят четвертую часть российской сельхозпродукции

Агроинвестор
Коллективные неврозы современности: психические расстройства, которыми страдают все Коллективные неврозы современности: психические расстройства, которыми страдают все

Отрывок из книги «Психотерапия и экзистенциализм»

ТехИнсайдер
Считавшегося вымершим златокрота переоткрыли спустя 80 лет Считавшегося вымершим златокрота переоткрыли спустя 80 лет

Зоологи переоткрыли златокрота Де Винтона — редкое млекопитающее

N+1
Семь подземных королей Семь подземных королей

Удивительные машины, которые можно встретить только под землей

ТехИнсайдер
Сверхнедоверие Сверхнедоверие

Страшный суд для одного ученого и комнатной сверхпроводимости

N+1
«Мы поцеловались первый раз в кадре» «Мы поцеловались первый раз в кадре»

Актеры Анастасия Талызина и Сергей Новосад — о судьбоносных съемках и везении

OK!
На полярном круге На полярном круге

Вы будете очарованы белоснежной зимой и северным сиянием Салехарда

Отдых в России
Стресс в детстве «ломает» больше генов в мозге, чем удар по голове Стресс в детстве «ломает» больше генов в мозге, чем удар по голове

Как стресс в детстве влияет на мозг?

ТехИнсайдер
Самые смешные животные в дикой природе в 2023 году Самые смешные животные в дикой природе в 2023 году

Фотографии, от которых заржет даже моль!

Maxim
Этот «вампир» убивал своих жертв «любовным укусом»! История Фрица Хаарманна из Ганновера Этот «вампир» убивал своих жертв «любовным укусом»! История Фрица Хаарманна из Ганновера

Вот пугающий пример «реального вампира» из XX века

ТехИнсайдер
Какую цену вы платите, работая на токсичного босса: 4 серьезных последствия Какую цену вы платите, работая на токсичного босса: 4 серьезных последствия

Как токсичные начальники вредят отдельным сотрудникам и компаниям в целом

Psychologies
Китайская грамота Китайская грамота

Бизнес с Поднебесной на личном опыте

Robb Report
Багряный сентябрь Багряный сентябрь

После свержения короля Людовика XVI новая власть действовала быстро и жёстко

Дилетант
Крылышки и бяк-бяк-бяк Крылышки и бяк-бяк-бяк

«Ниша»: руины советского мифа как актуальный предмет исследования

Weekend
Как носить водолазку, если тебе за 50: советы стилистов Как носить водолазку, если тебе за 50: советы стилистов

Знаешь ли ты, что водолазки существуют уже сотни лет — как минимум с XV века?

VOICE
Ментальный словарь: как наш мозг запоминает и использует слова Ментальный словарь: как наш мозг запоминает и использует слова

Все люди используют один и тот же язык совершенно по-разному

ТехИнсайдер
Чем полезен ананас: 5 свойств Чем полезен ананас: 5 свойств

Как правильно выбрать ананас и что с ним можно приготовить?

РБК
Что будет, если питаться фастфудом каждый день Что будет, если питаться фастфудом каждый день

Как фастфуд влияет на физическое и психическое здоровье?

РБК
Открыть в приложении