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

Ядовитые реки, отравленные моря Ядовитые реки, отравленные моря

Катастрофы, угрожающие живым организмам, происходят довольно часто

Наука и жизнь
На прежние рельсы На прежние рельсы

Путешествие на поезде как способ перенестись в другую эпоху

Robb Report
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает

Многих на протяжении детства волновал вопрос, как работают ниточные телефоны

ТехИнсайдер
Железная Голда Железная Голда

Экранизация биографии неповторимой Голды Меир

Дилетант
«Женщину хотят и презирают одновременно»: почему мужчины не переносят отказ в сексе «Женщину хотят и презирают одновременно»: почему мужчины не переносят отказ в сексе

Отрывок из книги «Секс в эпоху согласия»

Psychologies
Роза севера Роза севера

Самые могущественные во Франции «спонсоры» подарили Шартрскому собору розу

Вокруг света
Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица

Почему возникают утренник отеки лица и как предотвратить их появление?

ТехИнсайдер
Чувствовать, а не ждать Чувствовать, а не ждать

Как счастье проявляется в нашей жизни, почему мы боимся о нем говорить?

Новый очаг
Белогорье зовет Белогорье зовет

Чем знаменита Белгородская область и почему сюда едут туристы

Отдых в России
Вечно беременные: 7 мотивов, почему некоторые женщины хотят быть многодетными Вечно беременные: 7 мотивов, почему некоторые женщины хотят быть многодетными

Чем руководствуются женщины, выбирая большую семью?

Psychologies
Практические вопросы: Системы антиблокировки и стабилизации Практические вопросы: Системы антиблокировки и стабилизации

Система ABS увеличивает тормозной путь или уменьшает его? Полезна ли ESP?

4x4 Club
Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм

Интервью с человеком, который снял «Схватку», «Полицию Майами» и «Соучастника»

Maxim
Остановите передачу: комплекс жертвы, полученный по наследству Остановите передачу: комплекс жертвы, полученный по наследству

Почему большинство из нас является носителем комплекса жертвы

Psychologies
Природное джакузи посреди снегов: термальные источники России Природное джакузи посреди снегов: термальные источники России

Курорты, где можно искупаться в теплой воде с лечебным минеральным составом

Караван историй
В России выходит автобиография Энцо Феррари «Мои ужасные радости». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок В России выходит автобиография Энцо Феррари «Мои ужасные радости». MAXIM публикует эксклюзивный отрывок

Самая важная глава из книги великого конструктора и автогонщика.

Maxim
Александр Аузан: В России «две страны в одной» Александр Аузан: В России «две страны в одной»

Что «зашито» в культурном коде россиян

СНОБ
Чувство дома Чувство дома

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

Новый очаг
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
РМЖ: в партнерстве с врачом РМЖ: в партнерстве с врачом

Ключевые этапы диагностики и лечения РМЖ

Новый очаг
С помощью гаджетов, с которыми играют дети, можно направлять развитие их мозга С помощью гаджетов, с которыми играют дети, можно направлять развитие их мозга

Как регулировать воздействие цифровых устройств на детский мозг?

ТехИнсайдер
Почему мужчина быстро кончает: причины и способы этого избежать Почему мужчина быстро кончает: причины и способы этого избежать

Что является причиной «быстрого финиша» у мужчин?

Psychologies
Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов Круто ты пропал: что стало с участниками «Фабрики звезд» разных сезонов

Кто из «фабрикантов» стал звездой, а чья карьера пошла по другому сценарию

Правила жизни
«Немая», зовущая на баррикады «Немая», зовущая на баррикады

Как оперный пафос стал протестным

Weekend
Боккаччо: новый век Боккаччо: новый век

Творчество Джованни Боккаччо не могло не привлечь внимание кинематографа

Знание – сила
4 маски, которые надевают дети зависимых родителей 4 маски, которые надевают дети зависимых родителей

Почему дети из дисфункциональных семей берут на себя ответственность взрослых?

Psychologies
Смотрибельные и классные российские фильмы 90-х Смотрибельные и классные российские фильмы 90-х

Какие российские фильмы 90-х стоит посмотреть?

Maxim
Интеллектуальная проходимость Интеллектуальная проходимость

Как электроника увеличивает внедорожные возможности машины

ТехИнсайдер
Почему западные люди — плохие друзья и при чем тут штрафы за парковку и коррупция Почему западные люди — плохие друзья и при чем тут штрафы за парковку и коррупция

Чем отличаются представители западных стран от всех остальных?

Forbes
Красная курица, или Парижские жители Красная курица, или Парижские жители

«Цыпленок для Линды»: нарисованная история про память

Weekend
Открыть в приложении