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

Who is mister Reagan? Who is mister Reagan?

Рональда Рейгана часто называют самым улыбчивым президентом США за всю историю

Дилетант
Затерянная Берингия Затерянная Берингия

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

Отдых в России
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
Стоит ли заводить отношения с мужчиной сразу после его развода: мнение психолога Стоит ли заводить отношения с мужчиной сразу после его развода: мнение психолога

Что важно знать, если вам встретился мужчина, переживающий развод

Psychologies
Ничего я не хочу: в чем причина хронической утомляемости и как с ней справиться Ничего я не хочу: в чем причина хронической утомляемости и как с ней справиться

Проверенные стратегии, которые помогут восстановить энергию и баланс в жизни

Правила жизни
Героиня в кадре Героиня в кадре

Стася Милославская живет свою лучшую жизнь

VOICE
Суммарная выручка 20 крупнейших медицинских компаний выросла до 208 млрд рублей Суммарная выручка 20 крупнейших медицинских компаний выросла до 208 млрд рублей

Рынок платных медицинских услуг продолжает расти в цене

Forbes
Слишком дорого: как в России сокращается рынок зарубежных онкопрепаратов Слишком дорого: как в России сокращается рынок зарубежных онкопрепаратов

Лекарства, применяемые для лечения рака, исключат из системы финансирования

Forbes
Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти

Какой была битва под Витебском 1812 года

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

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
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
Почему юные галактики растут скачками и сверкают никелем Почему юные галактики растут скачками и сверкают никелем

Чем юные галактики похожи на юных людей?

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

Как выглядит газлайтинг самого себя?

Psychologies
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
Славный город Славный город

Все годы жизни Севастополь подтверждал правильный выбор своего имени

Отдых в России
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.
LinkedIn: 45% компаний стали чаще обращали внимание на навыки, а не образование LinkedIn: 45% компаний стали чаще обращали внимание на навыки, а не образование

Работодатели стали обращать внимание на навыки соискателя работы

Inc.
Сказка об умозрительном времени Сказка об умозрительном времени

«Год рождения»: 1990-е как пустая метафора

Weekend
О чем молчат желания О чем молчат желания

Что делать, если желания партнера не совпадают с нашими?

Psychologies
Интеллектуальная проходимость Интеллектуальная проходимость

Как электроника увеличивает внедорожные возможности машины

ТехИнсайдер
Солнце Тосканы Солнце Тосканы

«Темное прошлое» солнечного напитка вин санто, тосканского вина

Вокруг света
«Группы смерти», жизнь в интернете и общественный диалог: каким получился фильм «Белый список» «Группы смерти», жизнь в интернете и общественный диалог: каким получился фильм «Белый список»

Режиссер Алиса Хазанова: об умении переключаться после съемок

Psychologies
Читаем вместе c Риз Уизерспун и Опрой: как книжные клубы снова стали популярными Читаем вместе c Риз Уизерспун и Опрой: как книжные клубы снова стали популярными

Почему книжные клубы вновь создают комьюнити вокруг себя?

Forbes
Вся наша жизнь — театр Вся наша жизнь — театр

Мода, как и театр, отражает действительность

OK!
Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков Как распознать токсичные отношения: 8 явных признаков

Признаки, которые выдают токсичного партнера

Psychologies
Приятно познакомиться: 6 вещей, которые ты должна знать о своей зубной щетке Приятно познакомиться: 6 вещей, которые ты должна знать о своей зубной щетке

Как правильно выбрать, использовать и ухаживать за зубной щеткой?

VOICE
7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру 7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру

Стоит ли дать прошлым отношениям второй шанс?

Psychologies
«Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги» «Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги»

Как научиться грамотно тратить и копить?

Деньги
Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе

К чему приводят романтические отношения на работе?

Правила жизни
«Пережитки большой войны» «Пережитки большой войны»

Как опыт XX века изменил восприятие вооруженных конфликтов

N+1
Открыть в приложении