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

Доходность не ржавеет Доходность не ржавеет

Как правильно инвестировать в коллекционные монеты

Деньги
Правильный счет: можно ли доверять скидкам в «черную пятницу»? Правильный счет: можно ли доверять скидкам в «черную пятницу»?

Какие маркетинговые приемы работают в «черную пятницу»

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

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
Как производители подсаживают вас на электронные сигареты: 3 коварных приема Как производители подсаживают вас на электронные сигареты: 3 коварных приема

Почему электронные сигареты такие популярные?

Psychologies
«Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум» «Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум»

Почему для нас важно подражать другим

N+1
6 секретов долголетия от индийских йогов 6 секретов долголетия от индийских йогов

Каких правил они придерживаются йоги, чтобы прожить долгую жизнь?

Лиза
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 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
Мы выяснили, что такое — «Москвич 6». Это точно «китаец»? Мы выяснили, что такое — «Москвич 6». Это точно «китаец»?

Может ли «Москвич 6» в чем-то обставить своих земляков или это еще один китаец

РБК
Жизнь в недостатке: каких кадров не хватает российскому онлайн-ретейлу Жизнь в недостатке: каких кадров не хватает российскому онлайн-ретейлу

Каких специалистов недостает в российском онлайн-ретейле и что с этим делать

Forbes
На полярном круге На полярном круге

Вы будете очарованы белоснежной зимой и северным сиянием Салехарда

Отдых в России
В постели с врагом: как после войн женщин преследовали за отношения с противниками В постели с врагом: как после войн женщин преследовали за отношения с противниками

Как шовинизм и мизогиния притворялись жаждой справедливости

Forbes
Cупермедведь Cупермедведь

Как Джон Полсон заработал миллиарды на неплатежах по ипотеке

Деньги
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
Чувство дома Чувство дома

Как сохранить в себе чувство дома, где бы вы ни оказались

Новый очаг
Пивные миллионы: сколько в мире зарабатывают клубы и стадионы на кейтеринге Пивные миллионы: сколько в мире зарабатывают клубы и стадионы на кейтеринге

Сколько приносит продажа пенного напитка на стадионах?

Forbes
«Я сделала все, что могла»: как найти силу в своем бессилии «Я сделала все, что могла»: как найти силу в своем бессилии

Глава из книги «Ты можешь: Книга о том, как найти контакт с собой и реальностью»

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
Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации Что делать, если не работает один наушник: практические рекомендации

Почему может не работать один наушник и как устранить неисправность

CHIP
Поупражнялись в girl math и съели girl dinner: как «девчачий ужин» и «девчачья математика» стали мемами Поупражнялись в girl math и съели girl dinner: как «девчачий ужин» и «девчачья математика» стали мемами

Что за тренд с girl/boy появился в сети и так ли он безобиден, как кажется

Правила жизни
3 способа не испортить секс по дружбе 3 способа не испортить секс по дружбе

Что важно предусмотреть, чтобы дружба с привилегиями была комфорта для всех

Maxim
Покровитель и опекун: как Алексей Боголюбов помогал художникам и дружил с императором Покровитель и опекун: как Алексей Боголюбов помогал художникам и дружил с императором

Алексей Боголюбов прививал вкус императорской семье

Forbes
Дети Мио Дети Мио

Единственный в России фонд, помогающий мальчикам с миодистрофией Дюшенна

Robb Report
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
Российские компании переписывают утиную историю Российские компании переписывают утиную историю

В чем причина резкого роста производства утки

Агроинвестор
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
Полезное устройство для кухни и не только: 6 необычных методов использования сита в быту Полезное устройство для кухни и не только: 6 необычных методов использования сита в быту

Скорее записывайте или запоминайте эти лучшие лайфхаки с ситом!

ТехИнсайдер
Абьюз партнера, бедность и страхи: почему на самом деле женщины делают аборты Абьюз партнера, бедность и страхи: почему на самом деле женщины делают аборты

Почему женщины решаются прервать беременность, как это решение влияет на них?

Forbes
Бао Ифэн: За последние 10 лет в Китае сильно изменился круг коллекционеров — они становятся все моложе Бао Ифэн: За последние 10 лет в Китае сильно изменился круг коллекционеров — они становятся все моложе

Бао Ифэн — о коллекционировании китайского искусства и азиатском арт-рынке

СНОБ
Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев

Палеогенетики исследовали ДНК 1763 африканцев

N+1
Открыть в приложении