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

Дыма нет, разница — есть Дыма нет, разница — есть

Разница между электронными системами нагревания табака и электронными сигаретами

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

Чем юные галактики похожи на юных людей?

ТехИнсайдер
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь! Как долго алкоголь остается в организме. Вы удивитесь!

Спиртное задерживается в нашем теле дольше, чем вы могли подумать

ТехИнсайдер
Все фильмы вселенной Гарри Поттера от худшего к лучшему Все фильмы вселенной Гарри Поттера от худшего к лучшему

А вам слабо пересмотреть «Гарри Поттеров» в порядке возрастания качества?

Maxim
Да будет свет! Да будет свет!

Познакомимся с некоторыми особенностями катамарана Sól от Sunreef Yachts

Y Magazine
А вы знаете, почему ушную серу называют серой? И почему ее любят все коты без исключения? А вы знаете, почему ушную серу называют серой? И почему ее любят все коты без исключения?

Мало кто знает, что ушная сера — это вовсе не грязь, и вычищать её не нужно

ТехИнсайдер
В цветущем саду В цветущем саду

Роскошный классический интерьер квартиры на Патриарших прудах

SALON-Interior
Восточный ветер Восточный ветер

Dongfeng – это вам не какой-то стартап, а компания более чем заслуженная

Автопилот
Крысы прошлись по виртуальному пространству силой мысли Крысы прошлись по виртуальному пространству силой мысли

Крысы способны ориентироваться в виртуальном пространстве

N+1
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
Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек

Создается ли архитектура для удовлетворения эстетических потребностей?

ТехИнсайдер
Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры

Как креативным образом улучшить экологию Земли

ТехИнсайдер
Диета «Стол №10»: при каких заболеваниях рекомендуется, рецепты Диета «Стол №10»: при каких заболеваниях рекомендуется, рецепты

Может ли «Стол №10» помочь в лечении сердечно-сосудистых заболеваний

РБК
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
Что важно помнить на скользкой дороге: почему зимой рефлексы нам не друзья Что важно помнить на скользкой дороге: почему зимой рефлексы нам не друзья

Что делать, если автомобиль потерял контакт с зимней дорогой

Maxim
Мария Александрова, Владислав Лантратов: «Это и есть тот самый дух, который не воспринимает слова «нет» Мария Александрова, Владислав Лантратов: «Это и есть тот самый дух, который не воспринимает слова «нет»

Мария Александрова и Владислав Лантратов — о Большом театре, балете и травмах

Коллекция. Караван историй
Плюсы и минусы 5 способов эпиляции, которые помогут вам сделать выбор Плюсы и минусы 5 способов эпиляции, которые помогут вам сделать выбор

Выбираете между несколькими видами избавления от нежелательных волос?

Psychologies
Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины

Отсутствие женщин в венчурных фондах лишает индустрию стартапов талантов

Inc.
Анастасия Талызина: «В этих трамваях я нашла себя» Анастасия Талызина: «В этих трамваях я нашла себя»

Анастасия Талызина – о любви к Sex Pistols и накладном животе

Grazia
На прежние рельсы На прежние рельсы

Путешествие на поезде как способ перенестись в другую эпоху

Robb Report
Теория большого срыва Теория большого срыва

Однажды вместо офиса можно оказаться в клинике неврозов

VOICE
Тайна острова Джекилл Тайна острова Джекилл

Кто и как создал Федеральную резервную систему США

Деньги
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
«Мы учились понимать историю минерала» «Мы учились понимать историю минерала»

Александр Ферсман — великий российский минеролог и кристаллограф

Наука
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
«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
Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов

Как быстро и эффективно оспорить собственные представления о себе?

Psychologies
Анна Кранк Анна Кранк

Анна Кранк — о розовых пони, боксе и русском национальном феминизме

Собака.ru
Минус 100 кг и новая жизнь Минус 100 кг и новая жизнь

За полтора года блогер Алиса Дубровская похудела более чем на 100 кг

Новый очаг
Открыть в приложении