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

Здоровый микробиом — здоровый организм Здоровый микробиом — здоровый организм

Как поддерживать баланс в микробиоме и какие исследования ведутся в этой области

Наука
Из спортивной журналистки в предпринимательницы Из спортивной журналистки в предпринимательницы

Как Мария Командная сменила футбол на косметику

Inc.
Выжившие в мерзлоте Выжившие в мерзлоте

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

Наука
Людовик, или История распада Людовик, или История распада

Быть сыном и наследником одного из творцов мировой истории нелегко

Знание – сила
LinkedIn: 45% компаний стали чаще обращали внимание на навыки, а не образование LinkedIn: 45% компаний стали чаще обращали внимание на навыки, а не образование

Работодатели стали обращать внимание на навыки соискателя работы

Inc.
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
«Останавливаться я не собираюсь» «Останавливаться я не собираюсь»

Екатерина Молоховская на сцене — артистка, а в жизни — психолог

OK!
Утопления в Нанте Утопления в Нанте

Мрачное полотно Жозефа Обера, запечатлевшее нантские утопления

Дилетант
5 правил хорошей ссоры 5 правил хорошей ссоры

Как сохранить себя и отношения после очередной душераздирающей ссоры

Psychologies
Еще не токсично, но уже напрягает: 8 «розовых» флажков в отношениях Еще не токсично, но уже напрягает: 8 «розовых» флажков в отношениях

«Розовые» флажки в отношениях — что это такое и стоит ли их замечать?

Psychologies
Илья Любимов: «Я долгое время проверял мир на прочность» Илья Любимов: «Я долгое время проверял мир на прочность»

Илья Любимов рассказал о своей семье и о том, как начиналась его карьера

Коллекция. Караван историй
Пол 35 людей эпохи неолита определили по белкам зубной эмали Пол 35 людей эпохи неолита определили по белкам зубной эмали

Ученые исследовали останки людей, 5000 лет назад похороненых в пещере Эскурал

N+1
Как и когда шимпанзе ловят термитов на удочку Как и когда шимпанзе ловят термитов на удочку

Есть ли связь между доступностью термитов и тем, когда шимпанзе их ловят?

ТехИнсайдер
Достойна лучшего Достойна лучшего

Стоит ли заводить роман с лучшим другом?

VOICE
Сезон простуд Сезон простуд

Сколько на самом деле длится сезон простуд и как его пережить без болезней

Лиза
«Порчу все, к чему прикасаюсь»: как детские травмы обесценивают успехи и достижения «Порчу все, к чему прикасаюсь»: как детские травмы обесценивают успехи и достижения

Глава из книги «Что знают мои кости» — о детских травмах

Forbes
Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности Метод Айви Ли: как в пару шагов достичь максимальной продуктивности

Порой для максимальной продуктивности достаточно одного нелинованного листа

ТехИнсайдер
«Нас взяли в оборот ушлые рекламщики»: Энцо Феррари об экономике автомобильных гонок «Нас взяли в оборот ушлые рекламщики»: Энцо Феррари об экономике автомобильных гонок

Глава из автобиографии Энцо Феррари «Мои ужасные радости»

Forbes
Бум пара! Бум пара!

Татьяна Буланова и Алексей Жидковский отправились в лютый рестохопинг

Собака.ru
От безработицы к дефициту кадров: как сломалась российская модель рынка труда От безработицы к дефициту кадров: как сломалась российская модель рынка труда

Что привело к нехватке рабочих рук и почему так сложно решить проблему вакансий

Forbes
Загадка Офира: как редкую коллекцию драгоценных камней продали без ведома ее хозяина Загадка Офира: как редкую коллекцию драгоценных камней продали без ведома ее хозяина

Как коллекция драгоценных камней оказалась у человека, который её не покупал

Forbes
Дело молодое Дело молодое

Автопром ищет точки соприкосновения, чтобы не проиграть борьбу за юные сердца

Автопилот
Искусство оживлять: эволюция палеоарта. Часть 1 Искусство оживлять: эволюция палеоарта. Часть 1

Что такое палеоарт, молодой жанр на стыке науки и искусства?

Наука и техника
Норма, я тебя знаю Норма, я тебя знаю

Михаил Лабковский о понятии «норма», гениальности, детских травмах и счастье

Psychologies
Насколько Насколько

Как менялся Volkswagen Golf?

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
Почему потеют окна в машине изнутри и что делать, чтобы это исправить Почему потеют окна в машине изнутри и что делать, чтобы это исправить

Потеют окна в машине: 7 главных причин и как их исправить

РБК
Ольга Погодина: «У меня нет проблем с Вселенной, мы с ней давно договорились» Ольга Погодина: «У меня нет проблем с Вселенной, мы с ней давно договорились»

Несмотря на смутные времена, когда все плохо, все равно нельзя останавливаться

Караван историй
Чем полезен чай каркаде: 3 свойства Чем полезен чай каркаде: 3 свойства

Что такое чай каркаде и чем он полезен?

РБК
6 типажей, которые помогут распознать в ребенке будущего нарцисса 6 типажей, которые помогут распознать в ребенке будущего нарцисса

Специфические черты нарциссов могут начать проявляться уже в юном возрасте

Psychologies
Открыть в приложении