На uCrazy 16 лет 5 дней
Топливная ферма: Солнечный дизель
Генетически модифицированные бактерии научили вырабатывать дизельное топливо, поглощая при этом углекислый газ.
В принципе, идея Нойбара Афейяна (Noubar Afeyan) состоит в том, чтобы избавиться от промежуточного звена. Дело в том, что даже в таком многообещающем деле, как получение биотоплива, сегодня действуют по достаточно сложной схеме.
Взять, к примеру, биодизель: для этого надо вырастить растения (обычно сою или рапс), которые в ходе фотосинтеза из воды и углекислого газа «нарабатывают» биомассу. Затем из нее выделяют масла и этерифицируют их при соблюдении определенных условий, получая биодизель (целлюлозу после ферментации можно превратить в другое горючее вещество – спирт).
«Но нельзя ли, - говорит Афейян, - создать такое биопроизводство, в котором из воды и углекислого газа – при содействии солнечного света – топливо вырабатывалось бы напрямую?» Вдохновленный этой мыслью, он основал компанию Joule Biotechnologies, которая и занялась работой над нужной технологией.
Оказалось: такое возможно, при посредстве генной инженерии. Взяв фотосинтезирующие микроорганизмы (название их не называется, но скорее всего, это какие-либо сине-зеленые водоросли), ученые внедрили в них гены, позволяющие им вырабатывать достаточные количества этанола или биодизеля.
Более того, в ГМ-микроорганизмы внедрен «генетический переключатель», ограничивающий естественную их тенденцию к максимальному росту и размножению. Ученые позволяют бактериям делиться лишь несколько дней – а затем «отключают» с тем, чтобы все их ресурсы уходили лишь на производство. Это позволяет добиться максимального выхода при минимальных объемах живой биомассы.
Для этих бактерий разработаны и «фотобиореакторы» - интересно, что они не нуждаются в постоянном притоке свежей воды, а по занимаемому пространству не идут ни в какое сравнение с огромными посевными площадями, которое требует традиционное производство биотоплива. Микроорганизмы непрерывно выделяют топливо в окружающую жидкую среду, и сепаратор непрерывно отделяет топливо от остальных веществ, отбирая первое, а вторые – включая воду – возвращая обратно в систему.
По расчетам Афейяна, сделанным на основе тестов небольшой пробной установки, стоимость получаемого топлива будет достаточно низкой, сравнимой с ископаемыми ресурсами. Если эти оценки подтвердятся, то биотопливо ожидает блестящее будущее.
«Топливная ферма»: массив биореакторов поглощает солнечный свет и, потребляя углекислый газ и питательные вещества, производит топливо в ходе фотосинтеза. Сепаратор разделяет продукты жизнедеятельности, отбирая дизельное топливо и возвращая воду обратно в систему
Пока что эта сфера энергетики не слишком выгодна, не говоря уж о том, что объемы растительной массы, которые требуется получить, просто огромны, они поглощают лучшие земли, нуждаются в больших объемах чистой воды и удобрений… всего и не перечислить. Красноречива цифра, которую называют эксперты: даже при теперешних довольно бойких темпах развития и даже к 2050 г. биотопливо не сможет удовлетворить более 26% мировых потребностей в топливе для транспорта.
Впрочем, весьма активные исследования в этой области позволяют надеяться и на более блестящее будущее. Читайте, например, об обнаружении гриба, вырабатывающего дизтопливо – без всякой генной модификации: «Дизельный гриб».
Взять, к примеру, биодизель: для этого надо вырастить растения (обычно сою или рапс), которые в ходе фотосинтеза из воды и углекислого газа «нарабатывают» биомассу. Затем из нее выделяют масла и этерифицируют их при соблюдении определенных условий, получая биодизель (целлюлозу после ферментации можно превратить в другое горючее вещество – спирт).
«Но нельзя ли, - говорит Афейян, - создать такое биопроизводство, в котором из воды и углекислого газа – при содействии солнечного света – топливо вырабатывалось бы напрямую?» Вдохновленный этой мыслью, он основал компанию Joule Biotechnologies, которая и занялась работой над нужной технологией.
Оказалось: такое возможно, при посредстве генной инженерии. Взяв фотосинтезирующие микроорганизмы (название их не называется, но скорее всего, это какие-либо сине-зеленые водоросли), ученые внедрили в них гены, позволяющие им вырабатывать достаточные количества этанола или биодизеля.
Более того, в ГМ-микроорганизмы внедрен «генетический переключатель», ограничивающий естественную их тенденцию к максимальному росту и размножению. Ученые позволяют бактериям делиться лишь несколько дней – а затем «отключают» с тем, чтобы все их ресурсы уходили лишь на производство. Это позволяет добиться максимального выхода при минимальных объемах живой биомассы.
Для этих бактерий разработаны и «фотобиореакторы» - интересно, что они не нуждаются в постоянном притоке свежей воды, а по занимаемому пространству не идут ни в какое сравнение с огромными посевными площадями, которое требует традиционное производство биотоплива. Микроорганизмы непрерывно выделяют топливо в окружающую жидкую среду, и сепаратор непрерывно отделяет топливо от остальных веществ, отбирая первое, а вторые – включая воду – возвращая обратно в систему.
По расчетам Афейяна, сделанным на основе тестов небольшой пробной установки, стоимость получаемого топлива будет достаточно низкой, сравнимой с ископаемыми ресурсами. Если эти оценки подтвердятся, то биотопливо ожидает блестящее будущее.
«Топливная ферма»: массив биореакторов поглощает солнечный свет и, потребляя углекислый газ и питательные вещества, производит топливо в ходе фотосинтеза. Сепаратор разделяет продукты жизнедеятельности, отбирая дизельное топливо и возвращая воду обратно в систему
Пока что эта сфера энергетики не слишком выгодна, не говоря уж о том, что объемы растительной массы, которые требуется получить, просто огромны, они поглощают лучшие земли, нуждаются в больших объемах чистой воды и удобрений… всего и не перечислить. Красноречива цифра, которую называют эксперты: даже при теперешних довольно бойких темпах развития и даже к 2050 г. биотопливо не сможет удовлетворить более 26% мировых потребностей в топливе для транспорта.
Впрочем, весьма активные исследования в этой области позволяют надеяться и на более блестящее будущее. Читайте, например, об обнаружении гриба, вырабатывающего дизтопливо – без всякой генной модификации: «Дизельный гриб».
Комментарии3
