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

Орнитология от Гримнира до Талеба Орнитология от Гримнира до Талеба

Мировая экономика — невероятно сложная и комплексная система

Деньги
Археолог изготовила минеральные краски палеолитическими методами Археолог изготовила минеральные краски палеолитическими методами

Археолог Ксения Степанова провела несколько полезных экспериментов

N+1
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

Psychologies
6 художественных книг, которыми зачитывались великие политики прошлого 6 художественных книг, которыми зачитывались великие политики прошлого

Уникальные литературные предпочтения политиков прошлого

Maxim
Да будет свет! Да будет свет!

Познакомимся с некоторыми особенностями катамарана Sól от Sunreef Yachts

Y Magazine
Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше Философия на грани безумия: чем болел Фридрих Ницше

Фридрих Ницше: жизненный путь психически нездорового философа

Psychologies
Моя золотая долина… Моя золотая долина…

Интервью с академиком Анатолием Деревянко

Наука и жизнь
Достойна лучшего Достойна лучшего

Стоит ли заводить роман с лучшим другом?

VOICE
Кто такие токсичные родители и как с ними правильно общаться Кто такие токсичные родители и как с ними правильно общаться

Что значит быть токсичными родителями и как взаимодействовать с такими близкими

РБК
Что выкачивает из нас энергию: 6 неочевидных причин хронической усталости Что выкачивает из нас энергию: 6 неочевидных причин хронической усталости

Ощущаете, что вам постоянно не хватает жизненных сил?

Psychologies
Круг счастливых Круг счастливых

Как предприниматель Борис Акимов организовал сообщество счастливых людей

Новый очаг
Константин Станиславский: Правда и мифы Константин Станиславский: Правда и мифы

Что в биографии Константина Станиславского правда, а что — устоявшийся вымысел?

Караван историй
Вопрос психологу: почему люди доверяют инфобизнесменам? Вопрос психологу: почему люди доверяют инфобизнесменам?

Почему так много людей верят инфомошенникам?

Правила жизни
10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только) 10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только)

Лучшие продолжительные телешоу, которые гарантированно скрасят 2024 год

Правила жизни
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
Микрофинансисты нарастили долю одобрений займов клиентам «с улицы» Микрофинансисты нарастили долю одобрений займов клиентам «с улицы»

Микрофинансовые организации заметно нарастили долю займов клиентам «с улицы»

Forbes
Метеорологи уточнили оценку эффекта Туми в два раза Метеорологи уточнили оценку эффекта Туми в два раза

Уточнение оценки эффекта Туми сделает климатические модели более точными

N+1
Эксперименты и смекалка. Как инженеры создают суперстекла для гражданской авиации и транспорта Эксперименты и смекалка. Как инженеры создают суперстекла для гражданской авиации и транспорта

Как создаются сверхпрочные стекла из уникального материала для самолетов

СНОБ
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
Можно ли «пережить» акне? Можно ли «пережить» акне?

Акне в совсем не подростковом возрасте. Велики ли шансы, что «пройдёт само»?

Здоровье
Капитан Южного океана Капитан Южного океана

История великого путешественника и первооткрывателя Джеймса Кука

Знание – сила
Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней Краткая история пикапов Jeep. С 1947 года и до наших дней

Что помешало Jeep продолжить грузовую линейку?

4x4 Club
«Я работаю — ты воспитываешь»: 6 фраз, которые выдают токсичного мужа и отца «Я работаю — ты воспитываешь»: 6 фраз, которые выдают токсичного мужа и отца

Какие фразы можно услышать от токсичного отца?

Psychologies
Сонный паралич Сонный паралич

Что такое сонный паралич, почему возникает и можно ли избавиться

Лиза
Робот в аренду: как можно упростить автоматизацию бизнес-процессов Робот в аренду: как можно упростить автоматизацию бизнес-процессов

Что такое RPA-технологии и как их используют в бизнесе?

Forbes
Только я! Только я!

Что такое эгоцентризм и как его распознать

Лиза
Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански

Зачем Полански запечатлел в одном кадре Микки Рурка и Александра Петрова

СНОБ
Организация искусственного интеллекта: ждет ли ИИ система глобального регулирования Организация искусственного интеллекта: ждет ли ИИ система глобального регулирования

Как модели регулирования могут способствовать безопасному развитию технологий

Forbes
О чем молчат желания О чем молчат желания

Что делать, если желания партнера не совпадают с нашими?

Psychologies
Открыть в приложении