Общество , 02 апр 2013, 00:05

Биотопливо можно производить из углекислого газа

Фото: uga.edu

Американские биохимики сообщили о разработке генномодифицированного микроорганизма, способного преобразовывать углекислый газ в полезные для промышленности продукты. Утверждается, что его создание может привести к созданию качественного и недорогого биотоплива из CO₂.

Избыток углекислого газа в атмосфере Земли, появляющегося в результате сжигания ископаемого топлива, — основная причина глобального изменения климата. Исследователи из Университета штата Джорджия нашли способ преобразовать углекислый газ, находящийся в атмосфере, в химический реагент с помощью микроорганизма Pyrococcus furiosus. Бактерия преобразует CO₂ так же, как это делают растения: поглощает его и создает что-то полезное.

В процессе фотосинтеза растения используют солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в сахар, из которого они получают энергию. Этот сахар можно использовать для изготовления топлива, но выделить его из растения очень трудно.

rbc.group

«Наше открытие позволило удалить растения, выступающее в качестве посредника, из цепочки, — рассказал один из авторов исследования, профессор биотехнологии Майкл Адамс из Университета штата Джорджия. — Мы можем взять диоксид углерода непосредственно из атмосферы и превратить его в полезные продукты, такие как топливо и химикаты, без необходимости выращивать растения и извлекать сахар из биомассы».

rbc.group

Микроорганизм Pyrococcus furiosus, который стал объектом исследования, питается углеводами в перегретой воде океана вблизи геотермальных источников. Г-н Адамс и его коллеги создали модифицированную версию Pyrococcus furiosus, которая способна питаться углекислым газом при гораздо более низких температурах, чем в естественной среде обитания бактерии.

Затем исследовательская группа использовала водород для создания химической реакции в микроорганизмах и получения гидракриловой кислоты (того самого химического реагента), использующейся для изготовления акрила.

Другие генетические манипуляции с новым штаммом Pyrococcus furiosus могли бы создать версию бактерии, которая генерирует множество других полезных в промышленности продуктов, в том числе топливо.

Когда топливо, созданное с помощью микроорганизма, сжигается, освобождается то же количество углекислого газа, что и было использовано для его создания. Это, по сути, более чистая альтернатива бензину, углю и нефти.

Биофизик, директор инновационного бизнес-инкубатора InCube Максим Годзи рассказал, что прорыв ученых заключается в том, что они модифицировали Pyrococcus furiosus таким образом, что микроорганизмы при низких температурах занимались уничтожением углекислого газа в атмосфере и синтезированием гидракриловой кислоты, которую в дальнейшем специалисты планируют изменять и получать топливо. Однако на данном этапе существует проблема эффективности такого топлива.

«При сжигании гидракриловой кислоты выделяется 14 кДж энергии на один ее грамм. Для сравнения, при сжигании этилового спирта, который также используется в качестве биотоплива, выделяется 25 кДж/г, то есть практически в два раза больше. Кроме того, топливо должно само себя поджигать — одна часть сгорела и подожгла другую часть. А если энергия выделяется маленькая, то двигатель должен быть устроен каким-то сверхэффективным способом, чтобы этот процесс не прекращался, поэтому использовать в машинах то, что ученые синтезировали сейчас, будет нельзя. В дальнейшем, возможно, им удастся совершить какой-то прорыв», — добавил г-н Годзи.