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

Повесть о Настоящем Адвокате Повесть о Настоящем Адвокате

Адвокат Семён Ария и дело об убийстве супруг Раскиных

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

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
«Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги» «Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги»

Как научиться грамотно тратить и копить?

Деньги
«Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times «Книги редко становятся бестселлерами просто так — приходится похлопотать»: как они попадают в списки The New York Times

Как писатели получают места в рейтинге бестселлеров от NYT

VC.RU
Его проблемы Его проблемы

Как быть, если у твоего мужчины депрессия?

VOICE
Джордан, Болт и Бобров: атлеты, проявившие себя в разных видах спорта Джордан, Болт и Бобров: атлеты, проявившие себя в разных видах спорта

Атлеты, которые проявляли себя в двух разных видах спорта одновременно

Forbes
Мятежная Вандея Мятежная Вандея

В марте 1793 года во Франции начался Вандейский мятеж

Дилетант
Какой срок службы у грязевых шин? Какой срок службы у грязевых шин?

Срок службы у грязевых шин зависит от региона эксплуатации и климата

4x4 Club
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
Семь достоинств кофе Семь достоинств кофе

Научные исследования в корне меняют наши представления о кофе

Здоровье
Всем ли полезны Омега-3 Всем ли полезны Омега-3

Врачи ссылаются на то, что Омега-3 кислоты необходимы и безопасны. Так ли это?

Лиза
Странствие по странностям Странствие по странностям

Все ли со мной в порядке? Почему мои близкие так странно себя ведут?

Psychologies
Проверим щитовидку Проверим щитовидку

5 незаметных симптомов, которые сигнализируют о проблемах щитовидной железы

Лиза
«Свекровь не дает нам с мужем заниматься сексом»: личная история и комментарий психолога «Свекровь не дает нам с мужем заниматься сексом»: личная история и комментарий психолога

Вместе с семейным психологом разбираемся в причинах нелюбви свекровей к невестам

Psychologies
Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно

Стоит ли беспокоиться, когда значок замка появляется в браузере?

ТехИнсайдер
«Принесшую сюрприз» ночную бабочку из Хорватии отнесли к новому роду и виду «Принесшую сюрприз» ночную бабочку из Хорватии отнесли к новому роду и виду

Энтомологи обнаружили новый род и вид ночных бабочек из Хорватии

N+1
Театр поражения Театр поражения

С чего началась первая общеевропейская война и кто в ней победил

Weekend
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
Крылышки и бяк-бяк-бяк Крылышки и бяк-бяк-бяк

«Ниша»: руины советского мифа как актуальный предмет исследования

Weekend
Мир сходит с ума от сериала «Удивительный цифровой цирк»: чем он покоряет зрителей Мир сходит с ума от сериала «Удивительный цифровой цирк»: чем он покоряет зрителей

В чем феномен моментального успеха «Удивительного цифрового цирка»

Psychologies
Отношения с нарциссами: 11 правил поведения Отношения с нарциссами: 11 правил поведения

Простые советы, которые помогут снизить вред от общения с токсичной личностью

Psychologies
«Я занималась сексом с мужчинами у него на глазах»: бывшая возлюбленная P Diddy обвинила его в многолетнем насилии «Я занималась сексом с мужчинами у него на глазах»: бывшая возлюбленная P Diddy обвинила его в многолетнем насилии

Бывшая Пи Дидди заявила, что он 13 лет подвергал ее насилию и издевательствам

VOICE
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
«Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна «Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна

Как «Отель «Ройал» исследует тему харассмента в дальнем регионе Австралии

Forbes
«Невидимка» Дуссе-Алинь «Невидимка» Дуссе-Алинь

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
Всем по собаке Всем по собаке

Как помогать бездомным животным и на какие фонды стоит обратить внимание

Grazia
Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников

Как грамотно встроить элементы геймификации в систему мотивации персонала

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
При большом количестве помощниц ткачиковые воробьи отложили яйца покрупнее При большом количестве помощниц ткачиковые воробьи отложили яйца покрупнее

Самки ткачикового воробья откладывают более крупные яйца с помощнцами

N+1
Открыть в приложении