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

Пришел Кутузов бить французов: 7 мифов о легендарном генерал-фельдмаршале Пришел Кутузов бить французов: 7 мифов о легендарном генерал-фельдмаршале

Масон, заговорщик, бездарный полководец, «выезжавший» за счет чужих достижений?

Вокруг света
Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов

Кто из «фабрикантов» стал звездой, а чья карьера пошла по другому сценарию

Правила жизни
Лунный путь Китая: большая гонка-2 Лунный путь Китая: большая гонка-2

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
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
Расплата за ошибки: что будет с Binance и криптоиндустрией после рекордного штрафа Расплата за ошибки: что будет с Binance и криптоиндустрией после рекордного штрафа

Подход криптобирж к клиентам может стать более жестким

Forbes
«Повезло этой беженке найти такой славный дом»: как жили спасенные от Холокоста дети «Повезло этой беженке найти такой славный дом»: как жили спасенные от Холокоста дети

Глава из книги Веры Гиссинг «Жемчужины детства»

Forbes
10 популярных автомобильных мифов 10 популярных автомобильных мифов

Автомобильные мифы, в которые нельзя верить

4x4 Club
Лень или нежелание? Лень или нежелание?

Разбираемся в скрытых причинах отложенных дел

Grazia
Дисней. Уолт Дисней Дисней. Уолт Дисней

Как появились мышонок, утенок, олененок и другие животные-миллиардеры

Наука
Новый папа Новый папа

Как наладить отношения между ребенком и твоим новым мужчиной

Лиза
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
«Возгонка эмоций приводит к тому, что приходится постоянно повышать дозу проклятий» «Возгонка эмоций приводит к тому, что приходится постоянно повышать дозу проклятий»

Об отторжении пафоса в русской культуре и о моментах, когда пафос уместен

Weekend
Насморк Насморк

Нос стал хуже дышать. Обычно это никого не пугает. И зря

Здоровье
Археолог изготовила минеральные краски палеолитическими методами Археолог изготовила минеральные краски палеолитическими методами

Археолог Ксения Степанова провела несколько полезных экспериментов

N+1
Свечи и электрическая печь могут повреждать ДНК: как с этим бороться Свечи и электрическая печь могут повреждать ДНК: как с этим бороться

Воздух в наших квартирах и домах ужасно загрязнен! И вот почему

ТехИнсайдер
Я — сноб: режиссер Павел Мирзоев Я — сноб: режиссер Павел Мирзоев

Режиссер Павел Мирзоев — о связи с Франсуа Трюффо и любви к Санкт-Петербургу.

СНОБ
Продукты «лайт» Продукты «лайт»

Что на самом деле означает «0%» на упаковке продуктов «лайт» – пользу или вред?

Здоровье
Этапы роста: как распознать аномалию Этапы роста: как распознать аномалию

Как понять, нормально ли развивается ваш ребенок?

Psychologies
Немного о жизни звезд Немного о жизни звезд

Как ведется классификация звезд

Наука и техника
Полностью многоразовая ракетаноситель от фирмы Stoke Space Полностью многоразовая ракетаноситель от фирмы Stoke Space

Как Stoke Space решает проблему повторного использования вторых ступеней ракет

Наука и техника
Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица

Почему возникают утренник отеки лица и как предотвратить их появление?

ТехИнсайдер
Наука, война, тюрьма: как сложилась карьера первой женщины-академика СССР Лины Штерн Наука, война, тюрьма: как сложилась карьера первой женщины-академика СССР Лины Штерн

История первой женщины, ставшей действительным членом Академии наук ССС

Forbes
Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов

Как быстро и эффективно оспорить собственные представления о себе?

Psychologies
История мобильных телефонов: 5 первых моделей аппаратов История мобильных телефонов: 5 первых моделей аппаратов

Первые мобильные телефоны появились еще в 1950-х годах — рассказываем о них

CHIP
Как это развидеть Как это развидеть

Что мешает нам стирать воспоминания

N+1
5 самых популярных запросов, с которыми женщины идут к психологам 5 самых популярных запросов, с которыми женщины идут к психологам

Проблемы, за решением которых женщины обращаются к специалистам чаще всего

Psychologies
Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III Летчик, моряк, любовник и филантроп: история принца Чарльза, который теперь — король Великобритании Карл III

Какой была жизнь нового короля Великобритании до престола? Ключевые вехи

Правила жизни
10 красивых пород кошек черно-белого окраса 10 красивых пород кошек черно-белого окраса

Хотите себе «смокинговую» кошку? Обратите внимание на эти породы

VOICE
Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах

Радикальная программа президента Аргентины вряд ли будет полностью реализована

Forbes
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
Открыть в приложении