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

«Кто богат детьми, богат и любовью, а любовь всего светлее»: Н.М. Карамзин – отец семейства «Кто богат детьми, богат и любовью, а любовь всего светлее»: Н.М. Карамзин – отец семейства

Николай Карамзин известен как «первый наш историк и последний летописец»

Знание – сила
«Это я, внучка твоя»: история о том, как угасает пожилой человек «Это я, внучка твоя»: история о том, как угасает пожилой человек

Трогательный, глубокий рассказ «Лес памяти» — о том, как угасает человек

Psychologies
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
Почему наша память становится хуже и как ее улучшить: 5 советов от невролога Почему наша память становится хуже и как ее улучшить: 5 советов от невролога

Что приводит к ухудшению памяти и что стоит сделать, чтобы улучшить ее

Psychologies
Хватит кашлять! Хватит кашлять!

Натуральные средства от сухого кашля

Лиза
Как уроженец Арзамаса-16 основал сеть Poison Drop и привлек деньги миллиардера Как уроженец Арзамаса-16 основал сеть Poison Drop и привлек деньги миллиардера

Последние два года стали судьбоносными для продавца бижутерии Poison Drop

Forbes
Актуальная архаика Актуальная архаика

Маяна Насыбуллова: слепки с реальности

Weekend
6 правил, которые помогут безопасно знакомиться в интернете 6 правил, которые помогут безопасно знакомиться в интернете

Пытаясь найти свое счастье в Сети, важно помнить о правилах безопасности

Psychologies
Почему ты не спишь? Почему ты не спишь?

Ошибки при организации пространства в спальне, из-за которых ты не высыпаешься

Лиза
Преступление и выживание Преступление и выживание

«Костяной домик»: отличный хоррор, трансформирующийся в отличный триллер

Weekend
День работника транспорта: какого числа, история и традиции праздника День работника транспорта: какого числа, история и традиции праздника

День работника транспорта: кого и когда поздравляют в этот день

РБК
Заводим собаку? 6 причин, по которым тебе это делать точно не надо Заводим собаку? 6 причин, по которым тебе это делать точно не надо

Решаться стать собачником на эмоциях точно нельзя. И вот почему

Лиза
«Я показываю ту страшную жизнь, которая связана с этим дряхлым телом» «Я показываю ту страшную жизнь, которая связана с этим дряхлым телом»

Резо Гигинеишвили о своем фильме «Пациент №1»

Weekend
Математик и Рейх Математик и Рейх

Трагичная судьба немецкого математика Феликса Хаусдорфа

Знание – сила
Планета номер Икс Планета номер Икс

Гипотетическую девятую планету до сих пор не увидели ни в один телескоп

ТехИнсайдер
«Держись от него подальше»: причины и последствия стигматизации «Держись от него подальше»: причины и последствия стигматизации

Почему все еще существуют стигмы? Какие из них наиболее распространенные?

Psychologies
Затерянная Берингия Затерянная Берингия

Добираться в национальный парк «Берингия» долго и дорого, но оно того стоит

Отдых в России
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
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
«Я принимаю антидепрессанты. Как это повлияет на секс?»: история из практики сексолога «Я принимаю антидепрессанты. Как это повлияет на секс?»: история из практики сексолога

Как антидепрессанты влияют на секс, либидо и эрекцию

Psychologies
Бескорыстно преданный: как миллионер и меценат Савва Морозов создал МХТ Бескорыстно преданный: как миллионер и меценат Савва Морозов создал МХТ

Как создавался и менялся МХТ

Forbes
Креативная Вселенная Креативная Вселенная

Как прошел и чем завершился студенческий конкурс дизайна Omoda

Автопилот
Хорошие сериалы про женщин-следователей, от которых захватывает дух Хорошие сериалы про женщин-следователей, от которых захватывает дух

Детективные сериалы, которые демонстрируют лучшие качества женщин

VOICE
Гибкий график работы может «омолодить» сердце на 10 лет Гибкий график работы может «омолодить» сердце на 10 лет

Как график работы влияет на здоровье сердца?

ТехИнсайдер
Очень деликатно Очень деликатно

Почему возникает цистит и как помочь себе при обострении

Лиза
Каждый пятый житель России имеет опыт бездомности Каждый пятый житель России имеет опыт бездомности

20% россиян имеют опыт бездомности: они жили вне дома, у друзей или в хостелах

Forbes
Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней

Что помешало Jeep продолжить грузовую линейку?

4x4 Club
Что можно сделать в Майнкрафте? Топ-15 интересных идей для нескучного вечера Что можно сделать в Майнкрафте? Топ-15 интересных идей для нескучного вечера

Minecraft — это песочница, в которой можно воплотить самые невероятные планы

CHIP
Как отсутствие личных границ мешает полноценной жизни: две привычки, вызывающие стресс Как отсутствие личных границ мешает полноценной жизни: две привычки, вызывающие стресс

Почему люди сами себе придумывают стрессовые ситуации?

Psychologies
Глупые истории с татуировками: рассказываем, как не надо Глупые истории с татуировками: рассказываем, как не надо

Поучительные истории про татуировки

Maxim
Открыть в приложении