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

Мечта шахтера Мечта шахтера

Эрни Форд не знал, что шахтерская песенка «Шестнадцать тонн» прославит его

Вокруг света
«Внуки бьют»: почему пожилые женщины чаще сталкиваются с насилием и что с этим делать «Внуки бьют»: почему пожилые женщины чаще сталкиваются с насилием и что с этим делать

Как люди старшего возраста попадают в ловушку насилия

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

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
Сахарские странники – аддаксы Сахарские странники – аддаксы

Аддаксы – одно из наиболее редких млекопитающих в мире

Знание – сила
При большом количестве помощниц ткачиковые воробьи отложили яйца покрупнее При большом количестве помощниц ткачиковые воробьи отложили яйца покрупнее

Самки ткачикового воробья откладывают более крупные яйца с помощнцами

N+1
3 тактики, которые сделают из ваших детей успешных предпринимателей 3 тактики, которые сделают из ваших детей успешных предпринимателей

Как растить детей, чтобы они стали предпринимателями?

Inc.
Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше

Фридрих Ницше: жизненный путь психически нездорового философа

Psychologies
На прежние рельсы На прежние рельсы

Путешествие на поезде как способ перенестись в другую эпоху

Robb Report
Как снова найти себя после абьюзивных отношений: 7 шагов Как снова найти себя после абьюзивных отношений: 7 шагов

Как восстановиться, выбравшись из абьюзивных отношений?

Psychologies
Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум Lexus LX 600 F Sport. Универсальный внедорожный премиум

Новый Lexus LX – премиальный внедорожник, который вполне можно испачкать в грязи

4x4 Club
«Если бы не жена, я был бы другим человеком» «Если бы не жена, я был бы другим человеком»

Александр Степанов – о метаморфозах рэпа и песнях для Бузовой

VOICE
Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки Как лингвисты пытаются разбудить «спящие» языки

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

ТехИнсайдер
Компактное застолье Компактное застолье

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

Лиза
Jeep Grand Wagoneer. Cамый роскошный внедорожник бренда Jeep Grand Wagoneer. Cамый роскошный внедорожник бренда

Jeep Grand Wagoneer напоминает выскочивший из-под земли вагон метро

4x4 Club
Ожирение при нехватке лептина полечили моноклональными антителами Ожирение при нехватке лептина полечили моноклональными антителами

Моноклональныхе антитела помогли при лечении ожирения и липодистрофии

N+1
Переменное напряжение Переменное напряжение

ВЧ-мобиль – неосуществленный проект сороковых годов

Автопилот
Кто вы из «Секса в большом городе»? Ученый разделил женщин-одиночек на 4 типа Кто вы из «Секса в большом городе»? Ученый разделил женщин-одиночек на 4 типа

Вы Кэрри, Саманта, Шарлотта или Миранда?

Psychologies
Десять фактов о «шестисотом» Мерседесе  — короле дорог из 90-х Десять фактов о «шестисотом» Мерседесе  — короле дорог из 90-х

Рассказываем самое интересное о культовом Мерседесе 90-х

Maxim
РМЖ: в партнерстве с врачом РМЖ: в партнерстве с врачом

Ключевые этапы диагностики и лечения РМЖ

Новый очаг
Правила жизни Льва Толстого Правила жизни Льва Толстого

Правила жизни великого российского писателя Льва Толстого

Правила жизни
Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации

Почему может не работать один наушник и как устранить неисправность

CHIP
Дайте воды Дайте воды

5 причин необъяснимой жажды

Лиза
Что важно помнить на скользкой дороге: почему зимой рефлексы нам не друзья Что важно помнить на скользкой дороге: почему зимой рефлексы нам не друзья

Что делать, если автомобиль потерял контакт с зимней дорогой

Maxim
Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды» Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

Глава из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

СНОБ
Вот как в Хеттской империи сохраняли языковое богатство! Археологи установили ранее неизвестный язык Вот как в Хеттской империи сохраняли языковое богатство! Археологи установили ранее неизвестный язык

Хетты использовали мультикультурализм для достижения политической стабильности

ТехИнсайдер
Как починить перегоревшую светодиодную лампу: простейший способ Как починить перегоревшую светодиодную лампу: простейший способ

Мини-инструкция для тех, кто хочет продлить жизнь осветительному прибору

CHIP
Минус 100 кг и новая жизнь Минус 100 кг и новая жизнь

За полтора года блогер Алиса Дубровская похудела более чем на 100 кг

Новый очаг
Бунтующий человек. Каким был писатель и философ Альбер Камю Бунтующий человек. Каким был писатель и философ Альбер Камю

Чем, кроме своих литературных произведений, запомнился Камю

СНОБ
Удар, ломающий судьбы Удар, ломающий судьбы

Почему инсульт настолько опасен и как защитить себя от этой страшной болезни

N+1
7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру 7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру

Стоит ли дать прошлым отношениям второй шанс?

Psychologies
Открыть в приложении