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

Милютины Милютины

В отличие от большей части тогдашней элиты, Милютины поднялись из низов

Дилетант
Денежный поток Денежный поток

5 вариантов пассивного дохода, которые действительно помогут заработать

Лиза
Лунный путь Китая: большая гонка-2 Лунный путь Китая: большая гонка-2

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
Оптимистический взгляд на расчеловечивание Оптимистический взгляд на расчеловечивание

«Королевство зверей» и французский боди-‍хоррор

Weekend
О чем молчат желания О чем молчат желания

Что делать, если желания партнера не совпадают с нашими?

Psychologies
Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм

Интервью с человеком, который снял «Схватку», «Полицию Майами» и «Соучастника»

Maxim
Диета «Стол №10»: при каких заболеваниях рекомендуется, рецепты Диета «Стол №10»: при каких заболеваниях рекомендуется, рецепты

Может ли «Стол №10» помочь в лечении сердечно-сосудистых заболеваний

РБК
Так Jeep Cherokee XJ умер или всё ещё жив? Так Jeep Cherokee XJ умер или всё ещё жив?

Под невероятно уродливым кузовом скрывается легендарный внедорожник

4x4 Club
Боккаччо: новый век Боккаччо: новый век

Творчество Джованни Боккаччо не могло не привлечь внимание кинематографа

Знание – сила
Классика жанра: 3 выдающихся фантастических романа 90-х, которые вы могли пропустить Классика жанра: 3 выдающихся фантастических романа 90-х, которые вы могли пропустить

Фантастические романы, которые до сих пор впечатляют идеями и сюжетами

ТехИнсайдер
«Невидимка» Дуссе-Алинь «Невидимка» Дуссе-Алинь

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
Компактное застолье Компактное застолье

Даже на небольшой кухне должно быть место, где можно уютно позавтракать

Лиза
2 главные причины, почему люди занимаются «прощальным сексом» 2 главные причины, почему люди занимаются «прощальным сексом»

Почему нам кажется, что «секс на прощание» может стать подходящим финалом романа

Psychologies
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
Хичкок на кухне Хичкок на кухне

«Точка кипения»: спин-офф кулинарного триллера

Weekend
Банальность против зла Банальность против зла

Как Терренс Малик превратил пафос в киноязык

Weekend
РМЖ: в партнерстве с врачом РМЖ: в партнерстве с врачом

Ключевые этапы диагностики и лечения РМЖ

Новый очаг
Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь! Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь!

Спиртное задерживается в нашем теле дольше, чем вы могли подумать

ТехИнсайдер
Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове

Вдова Савелия Крамарова Наталия Сирадзе вспоминает о его жизни и творчестве

Коллекция. Караван историй
Устройство расстройства Устройство расстройства

«Книга решений»: Мишель Гондри о том, что общего у маньяка и режиссера

Weekend
Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек

Создается ли архитектура для удовлетворения эстетических потребностей?

ТехИнсайдер
Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга

«Вымпелком» купил контрольный пакет в компании «Колибри»,

Forbes
Как на годы продлить эффект от пластики: шпаргалка от хирурга Как на годы продлить эффект от пластики: шпаргалка от хирурга

Эти вещи нужно знать еще перед тем, как лечь под нож!

VOICE
Его проблемы Его проблемы

Как быть, если у твоего мужчины депрессия?

VOICE
И я там был. Почему трудно забыть первую любовь И я там был. Почему трудно забыть первую любовь

Как забыть свою бывшую

СНОБ
Я в отношениях, но не чувствую любви: как ее вернуть? Я в отношениях, но не чувствую любви: как ее вернуть?

Почему возникает чувство нелюбви в отношениях и как это корректировать

Psychologies
В стиле ретро В стиле ретро

Вдохновляемся нестареющей классикой

Лиза
Преступление на почве страсти: детектив о женщине, погибшей от рук близкого человека Преступление на почве страсти: детектив о женщине, погибшей от рук близкого человека

Отрывок из психологического триллера Бернадетт Пэрис

Forbes
IPS или VA: какая матрица монитора лучше? IPS или VA: какая матрица монитора лучше?

Что лучше: IPS или VA матрица?

CHIP
«Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times «Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times

Как писатели получают места в рейтинге бестселлеров от NYT

VC.RU
Открыть в приложении