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

Феноменальное открытие: как атомные часы с квантовой запутанностью изменили развитие науки в мире Феноменальное открытие: как атомные часы с квантовой запутанностью изменили развитие науки в мире

JILA создал часы, используя квантовую зависимость

Inc.
«Книга решений» Мишеля Гондри: история гения… или пациента с ментальным расстройством? «Книга решений» Мишеля Гондри: история гения… или пациента с ментальным расстройством?

Разбираем типажи из фильма «Книга решений» режиссера Мишеля Гондри

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

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
Электровелосипеды всего мира сэкономили в 4 раза больше нефти, чем электромобили Электровелосипеды всего мира сэкономили в 4 раза больше нефти, чем электромобили

Как электровелосипеды взяли верх над электрическими автомобилями

ТехИнсайдер
«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
Банальность против зла Банальность против зла

Как Терренс Малик превратил пафос в киноязык

Weekend
Сабина Ахмедова Сабина Ахмедова

Сабина Ахмедова — почему круто быть госпожой своей жизни

Собака.ru
Домик на крыше Домик на крыше

Сколько стоит пентхаус

Деньги
Четко по расписанию Четко по расписанию

Как использовать на практике тайм-менеджмент

Лиза
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
Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности

Порой для максимальной продуктивности достаточно одного нелинованного листа

ТехИнсайдер
10 цитат Антона Макаренко, которые поднимут родителей на новый уровень 10 цитат Антона Макаренко, которые поднимут родителей на новый уровень

Каким должен быть авторитет для детей, могут ли родители быть друзьями

Psychologies
Вперед, к природе! Вперед, к природе!

Атмосферный интерьер в доме из вертикального бруса

SALON-Interior
Что такое настоящие инновации. 6 очень важных технологий в автомобилях Что такое настоящие инновации. 6 очень важных технологий в автомобилях

Современные автомобили становятся настоящими гаджетами на колесах

РБК
Куда уходит энергия? Куда уходит энергия?

Где же наша бодрость? Почему мы поддерживаем режим дня, но сил не хватает?

Psychologies
Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму? Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму?

Составляют ли белки «карту сокровищ»?

ТехИнсайдер
С чистого листа. 5 главных песен Джона Леннона С чистого листа. 5 главных песен Джона Леннона

Рассматриваем биографию Джона Леннона через 5 его главных песен

СНОБ
Персональный «остров» Персональный «остров»

Новый флагман финской компании Saxdor Yachts — Saxdor 400 GTO

Y Magazine
Кто такой душный человек и как понять, что вы не один из них? Кто такой душный человек и как понять, что вы не один из них?

Почему в помещении с этими людьми словно исчезает весь кислород?

РБК
«Требуйте в лучших магазинах и аптеках»: история советского шампанского «Требуйте в лучших магазинах и аптеках»: история советского шампанского

Советское шампанское: как оно появилось и стало массовым

ТехИнсайдер
10 необычных, но полезных методов использования чеснока в быту 10 необычных, но полезных методов использования чеснока в быту

Как можно использовать чеснок не по назначению

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

Как правильно выбрать ананас и что с ним можно приготовить?

РБК
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

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

Развитие научного знания в Англии в XVII веке

Знание – сила
Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове Наталия Сирадзе о Савелии Крамарове

Вдова Савелия Крамарова Наталия Сирадзе вспоминает о его жизни и творчестве

Коллекция. Караван историй
Дед Мороз с кешбэком Дед Мороз с кешбэком

Как выбрать подарки близким на Новый год и при этом не разориться и не прогадать

Лиза
Почему до сих пор не удалось найти дно у Бездонного озера — главной загадки Подмосковья? Почему до сих пор не удалось найти дно у Бездонного озера — главной загадки Подмосковья?

Вот уже почти 200 лет русские исследователи пытаются отыскать в Бездонном... дно

ТехИнсайдер
5 сигналов, что вы газлайтите самого себя 5 сигналов, что вы газлайтите самого себя

Как выглядит газлайтинг самого себя?

Psychologies
Как правильно ухаживать за кожей в отопительный сезон: 8 золотых заветов Как правильно ухаживать за кожей в отопительный сезон: 8 золотых заветов

Особенности ухода за кожей в холодное время года

VOICE
«Полезное прошлое: История в сталинском СССР» «Полезное прошлое: История в сталинском СССР»

Почему историки перестали называть Ивана Грозного тираном

N+1
Открыть в приложении