В настоящее время в качестве биотоплива практически постоянно употребляют этанол - этиловый спирт, который получают в основном из кукурузы. Но эта разработка вызывает множество нареканий: спрос на биотопливо отбирает у сельского хозяйства ресурсы, которые шли на выкармливание продовольственных культур, что приводит к росту цен на продукты.
Таким образом, в данном случае авто начинают "конкурировать" с людьми за еду.
Исследователи рассматривают возможность использовать различные типы биомассы как пищу для микроорганизмов, которые будут перерабатывать ее в этанол. А конкретно, чрезвычайно привлекательным смотрится внедрение производных целлюлозы, которая входит в состав отходов лесной и картонной промышленности.
Источником биомассы также могут стать макулатура и отходы производства тростникового сахара.
Правда, в отличие от кукурузы, содержащей сахар в свободном состоянии, что позволяет просто использовать ее для производства этанола, в целлюлозе сахар химически связан, и требуются особенные усилия, чтобы ее высвободить. Целллюлоза даст биотопливо и сахар в придачу Говинд Надатхур (Govind Nadathur) и его коллеги из института Пуэрто-Рико изучают экосистемы и организмы в поисках ферментов, которые могут высвободить сахар из целлюлозы.
"Дерево попадает в океан.
Оно исчезает. Кто "съедает" его?
Мы отыскали моллюсков, которые могут съедать древесину с помощью бактерий, живущих в их пищеварительной системе и выделяющих ферменты, которые расщепляют целлюлозу. Мы нашли нечто похожее и у термитов", - говорит Надатхур, слова которого приводятся в сообщении Американского общества микробиологии.
Он и его коллеги планируют использовать эти ферменты в качестве главенствующего элемента интегрированной технологии, внедрение которой сможет дать не только этанол, ну и другие продукты с минимумом отходов. Технологический цикл начинается с сладкого тростника и гибискуса, которые растут на местных полях.
Они дадут "обыденные" продукты, такие как сахар и патока (которая употребляется для производства рома), также практически цветы гибискуса (из которых делают чай каркаде) и неограниченное количество отходов - биомассу. С помощью найденных ими ферментов, Надатхур и его коллеги смогут расщепить биомассу до сахара и использовать его для производства этанола, улавливая углекислый газ, который выделяется при всем этом процессе.
Углекислота будет поступать в резервуары с микроводорослями, вырабатывающими полимеры, которые, в свою очередь, могут быть использованы в производстве биодизеля.
"Переработанные" водоросли могут быть позже использованы в качестве удобрений на полях сладкого тростника и гибискуса, замыкая таким образом цикл. "Создание сладкого тростника на Пуэрто-Рико было чрезвычайно развито, но среди 1990-х годов эта ветвь погибла.
Создание практически замкнутой системы, которая употребляет отходы для производства прибавочного продукта, в состоянии сделать эту ветвь снова экономически выгодной", - считает Надатхур.
Сейчас ученые разрабатывают совместно с компанией Sustainable Agrobiotech пилотную программу, которую рассчитывают запустить поначалу 2009 года.
Водородные бактерии Другой многообещающий тип биотоплива - водород.
Практически все автопроизводители уже разработали концепт-кары и автобусы, использующие этот вид горючего. К несчастью, промышленные методы получения водорода пока неэффективны или соединены с внедрением ископаемого горючего в качестве источника водорода.
Сергей Марков из института Остин-Пей (штат Теннесси) разработал макет биореактора, в котором употребляются бактерии Rubrivivax gelatinosus, для производства водорода в количествах, достаточных для малеханького мотора. "Определенные типы пурпурных бактерий, которые обычно обитают в донных отложениях прудов и озер, способны перерабатывать окись углерода (угарный газ) и воду в водород.
Неувязка в том, как непревзойденно снабжать каждую бактериальную клетку газообразным оксидом углерода - угарным газом", - говорит Марков. В его биореакторе бактерии присоединены к многочисленным пустотелым волокнам внутри специального картриджа.
Вода и газ свободно попадают через волокна, но бактерии не проходят в поры из-за собственного относительно большого размера.
Водород из биореактора поступает в топливные элементы, которые вырабатывают ток, достаточный для работы малеханького мотора.
Единственное препятствие заключается в том, что пока не определен источник окиси углерода, но Марков заявляет, что его можно просто получить из биомассы с помощью специального термохимического процесса. Есть также бактерии, которые способны создавать окись углерода.
Горючее из солнечного света и воды. С небольшой помощью бактерий Один из исследователей и его лаборатория даже нашли способ производства водорода из воды и солнечного света с небольшой помощью бактерий.
Пинь Чин Мэн (Pin Ching Maness) из Гос лаборатории возобновляемых источников энергии в Колорадо изучит сине-зеленые водоросли, которые могут использовать энергию солнца, расщепляя воду на водород и кислород. Да и здесь есть неувязка.
Один из ферментов, который употребляют в этом процессе сине-зеленые водоросли, чувствительны к кислороду воздуха, что делает процесс получения водорода чрезвычайно сложным.
К счастью, некоторые виды пурпурных бактерий употребляют похожий фермент, не чувствительный к кислороду.
Мэн и его коллеги определили гены пурпурных бактерий, которые отвечают за создание этого фермента.
В настоящее время они пробуют перенести этот ген в геном сине-зеленых водорослей, чтобы вынудить их создавать нечувствительный к кислороду фермент. источник РИА Новости