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

Баба-Яга и все-все-все: (очень) краткая история сказок в отечественном кино Баба-Яга и все-все-все: (очень) краткая история сказок в отечественном кино

История жанра сказочных фильмов, ключевые периоды и важнейшие имена

СНОБ
Комфортный фитнес: так бывает? Комфортный фитнес: так бывает?

Могут ли тренировки быть не только эффективными, но и комфортными?

Новый очаг
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
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
Я — сноб: режиссер Павел Мирзоев Я — сноб: режиссер Павел Мирзоев

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

СНОБ
Львиная доля: как выросли выдачи ипотеки по госпрограммам в российских банках Львиная доля: как выросли выдачи ипотеки по госпрограммам в российских банках

В октябре банки резко увеличили выдачи ипотеки по госпрограммам

Forbes
Как преодолеть тактильный голод: 4 рекомендации от психолога Как преодолеть тактильный голод: 4 рекомендации от психолога

Что делать, если один жаждет объятий, а второй холоден и отстранен?

Psychologies
Есть ли у кошек и собак свой характер? Есть ли у кошек и собак свой характер?

Правда ли, что характер животного не зависит от его породы?

Psychologies
Конечно они Конечно они

«Иванушки» по-прежнему на волне и в чартах!

OK!
Затерянная Берингия Затерянная Берингия

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

Отдых в России
«Немая», зовущая на баррикады «Немая», зовущая на баррикады

Как оперный пафос стал протестным

Weekend
8 вещей, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: советы стилистов по составлению базового гардероба 8 вещей, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: советы стилистов по составлению базового гардероба

Как составить капсульный гардероб?

VOICE
Отдать нельзя выбросить Отдать нельзя выбросить

Какими темпами в России развивается фудшеринг

Агроинвестор
Эксперты Кембриджа назвали слово 2023 года: что оно значит и как влияет на нашу жизнь Эксперты Кембриджа назвали слово 2023 года: что оно значит и как влияет на нашу жизнь

Как искусственный интеллект проникает в наш словарный запас

Psychologies
У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания

Эти животные слишком ленивы, чтобы умереть

ТехИнсайдер
Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга

«Вымпелком» купил контрольный пакет в компании «Колибри»,

Forbes
Улыбочку, пожалуйста! Улыбочку, пожалуйста!

12 продуктов, которые помогают в профилактике кариеса

Лиза
Крылышки и бяк-бяк-бяк Крылышки и бяк-бяк-бяк

«Ниша»: руины советского мифа как актуальный предмет исследования

Weekend
Нестыдный рефлекс: 5 причин, почему сдерживать чихание вредно Нестыдный рефлекс: 5 причин, почему сдерживать чихание вредно

Почему позволять себе свободно чихать — это на здоровье

ТехИнсайдер
Как Владимир Лебедев стал основателем советской школы детской иллюстрации Как Владимир Лебедев стал основателем советской школы детской иллюстрации

Отрывок из книги-исследования жизни и творчества Владимира Лебедева

Forbes
10 самых уродливых пикапов всех времён 10 самых уродливых пикапов всех времён

Увы, не все из этих грузовиков создавались для того, чтобы стать супермоделями

4x4 Club
Фильм «Хоккейные папы»: выиграть турнир, чтобы спасти ледовый дворец Фильм «Хоккейные папы»: выиграть турнир, чтобы спасти ледовый дворец

Фильм «Хоккейные папы»: как отцы юных хоккеистов спасают ледовый дворец

Forbes
Поддастся даже самый упрямый питомец: как приучить кота к лотку Поддастся даже самый упрямый питомец: как приучить кота к лотку

Как приучить к лотку и котенка, и взрослого кота

ТехИнсайдер
«Книга решений»: абсурдная комедия о режиссере, который никак не закончит свой фильм «Книга решений»: абсурдная комедия о режиссере, который никак не закончит свой фильм

«Книга решений» — новая работа от режиссера «Вечного сияния чистого разума»

Forbes
Да будет свет! Да будет свет!

Познакомимся с некоторыми особенностями катамарана Sól от Sunreef Yachts

Y Magazine
Телефоны из поздних 90-х, о которых все мечтали Телефоны из поздних 90-х, о которых все мечтали

Эти мобильные телефоны в 90-е были признаком того, что вы в струе

Maxim
Свобода в союзе с гильотиной Свобода в союзе с гильотиной

Начиналась революция во Франции красиво — с Декларации прав человека

Дилетант
Big Data под угрозой: почему бизнес больше не стремится узнать все о своих клиентах Big Data под угрозой: почему бизнес больше не стремится узнать все о своих клиентах

Почему гонка за клиентскими данными у крупного бизнеса замедлилась

Forbes
Одиночество, переезд и люди, которые живут на улице: три новые книги для детей и подростков Одиночество, переезд и люди, которые живут на улице: три новые книги для детей и подростков

Книги о подростковом одиночестве и несколько историй о миграции сквозь века

Правила жизни
Почему потеют окна в машине изнутри и что делать, чтобы это исправить Почему потеют окна в машине изнутри и что делать, чтобы это исправить

Потеют окна в машине: 7 главных причин и как их исправить

РБК
Открыть в приложении