Създаденото от бактерии биогориво има по-висока енергийна плътност от реактивното гориво

Сподели

Колкото и ефективни да са изкопаемите горива, тяхното въздействие върху планетата не може да бъде надценено. Сега изследователи от лабораторията на Бъркли са принудили бактериите директно да произвеждат ново биогориво с енергийна плътност, значително по-висока от реактивното гориво.

Новите молекули кандидати за гориво са известни като метилови естери на полициклопропанирани мастни киселини (POP-FAMEs) и са съставени от седем комплекта циклопропанови пръстени. Това са пръстени от три въглеродни атома, свързани в триъгълни форми, което принуждава връзките в 60-градусов ъгъл. Напреженията на този остър ъгъл съдържат висока потенциална енергия, която може да се освободи по време на горенето.

Изследователите идентифицираха естествени бактерии, произвеждащи циклопропан, в семейство, наречено Streptomyces, след това копира свързаните генни клъстери в други бактерии, които са по-удобни за лаборатория. Крайният резултат бяха молекули POP-FAME, които екипът нарече горивимицини, които изискват само една допълнителна стъпка на химическа обработка, за да ги превърнат в гориво, готово за изгаряне.

След това учените от Sandia National Labs проведоха компютърни симулации на получените горива, за да оценят техните свойства в сравнение с конвенционалните горива. Този анализ предполага, че новите горива ще бъдат безопасни и стабилни при стайна температура и ще имат енергийна плътност от над 50 мегаджаула на литър (MJ/L). Това е огромно увеличение спрямо съществуващите горива – енергийната плътност на бензина е около 32 MJ/L, докато обикновените реактивни и ракетни горива достигат около 35 MJ/L.

Екстракт от суров циклопропанов материал, произведен от бактерии Streptomyces

Пабло Крус-Моралес

Тази повишена енергийна плътност може да помогне на превозните средства да стигнат по-далеч с един резервоар или да намали количеството гориво, необходимо за изстрелване на ракети, спестявайки повече пространство и тегло за товара. В същото време производството на горива от бактерии намалява тяхното въздействие върху околната среда.

„Този ​​биосинтетичен път осигурява чист път към горива с висока енергийна плътност, които преди тази работа можеха да се произвеждат само от петрол, като се използва процес на силно токсичен синтез“, каза Джей Кийслинг, ръководител на проекта. „Тъй като тези горива ще се произвеждат от бактерии, захранвани с растителна материя – която е направена от въглероден диоксид, извлечен от атмосферата – изгарянето им в двигателите значително ще намали количеството добавен парников газ в сравнение с всяко гориво, генерирано от петрол.

Разбира се, тези биогорива все още не са готови за употреба. Екипът трябва да намери начини да произвежда по-големи количества, за да може да бъде тестван в двигатели, като проектира процеса в по-ефективни бактериални щамове. Те също така планират да проучат начини за създаване на молекули с различни дължини за различни цели.

„Работим върху настройката на дължината на веригата, за да се насочим към конкретни приложения“, каза Ерик Сундстрьом, автор на изследването. „Горивата с по-дълга верига биха били твърди, подходящи за определени приложения на ракетни горива, по-късите вериги биха могли да са по-добри за реактивно гориво, а в средата може да има дизелова алтернативна молекула.

Изследването е публикувано в списанието джаул.

Източник: Национална лаборатория Лорънс Бъркли



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели