Биотопливо: больше и дешевле

30.08.2012

Новый процесс, разработанный учеными из Университета Иллинойса, удваивает производство альтернативных видов топлива при одновременном сокращении расходов. Данное открытие должно сделать горючее на основе бутанола более коммерчески выгодным. Ученые, наконец, нашли способ обойти проблемные места в производственной цепочке, которые ранее разочаровали промышленность и не позволили наращивать объемы производства альтернативного горючего.

Главная проблема при производстве бутанола с помощью микроорганизмов (например, Clostridium pasteurianum) состоит в том, что при определенной концентрации бутанол становится токсичным для бактерий. Это ограничивает количество топлива, которое можно изготовить в единицу времени в одном биореакторе. Соответственно, на тонну горючего требуется больше оборудования, что увеличивает стоимость конечного продукта. Вторая проблема заключается в большом расходе энергии на удаление бутанола из "супа" с ферментами в биореакторе.

Американские ученые решили обе эти проблемы. Для этого ученые использовали неионные поверхностно-активные вещества или сополимеры, которые захватывают и удерживают молекулы бутанола. Это позволяет поддерживать низкую концентрацию бутанола в биореакторе, а значит - бактерии не гибнут и продолжают производить горючее. В целом выход бутанола увеличивается на 100 и более процентов.

Но это только начало высокоэффективного процесса. Ученые также используют одно из свойств сополимера - термочувствительность. После нагрева ферментного раствора с бутанолом первый разделяется на два слоя: богатый бутанолом и насыщенный сополимером. Благодаря этому не только легко отделить горючее, но и можно использовать сополимер повторно до трех раз. При этом наблюдается 3-4-кратная экономия электроэнергии по сравнению с современными технологиями разделения.

Бутанол - очень перспективный вид топлива. Его можно производить из отходов, но при этом он содержит на 30% больше энергии, чем этанол. Кроме того, бутанол менее горюч и легко смешивается с бензином.

<< Назад: Весь цикл работы ДНК отслежен 30.08.2012

>> Вперед: Экологически чистый способ сжигания метана 29.08.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Сверхнизкие звуки заставляют людей танцевать 21.11.2022 Ритмические звуки на частотах, недоступных человеческому слуху, влияют на слушателей. Эксперименты с канадской группой Orphx показали, что экстремально низкие басы стимулируют публику танцевать, хотя не воспринимаются сознанием. "Музыка - это биологическая загадка: она не нужна для размножения, для питания или выживания, но почему люди так любят ее и так любят под нее двигаться"? - задает вопрос Дэниел Кэмерон. Вместе с коллегами из канадского Университета МакМастер он исследует влияние музыки на нашу нервную систему. В своей новой работе ученые обнаружили, что даже лежащие на грани слуха сверхнизкие частоты незаметно влияют на слушателей, стимулируя их танцевать и двигаться активнее. Воздействие музыки на человека неожиданно и разнообразно. Многие его аспекты связаны с личным опытом и привычной культурой, но другие универсальны. Недаром представители любых народов воспринимают одни и те же мелодичные фразы все равно - скажем, как печальные или призывные, торжествующие. Есть и загадочные проявления типа улучшения памяти во время прослушивания хорошо знакомых композиций. Специально для музыкальных исследований при Университете МакМастер устроен "лабораторный" концертный зал LIVELab. Он оснащен камерами с системой захвата движения и сложным акустическим оборудованием Meyer, способным воспроизводить весь спектр частот, доступных человеческому уху (примерно от 20 до 20 тысяч герц), а также вне этого диапазона. Для участия в новых экспериментах Кэмерон и его коллеги пригласили популярный дуэт Orphx, работающий в жанре электронной танцевальной музыки. Пришедшим на концерт добровольцам раздали датчики, позволявшие лучше отслеживать их движения. Кроме того, они заполняли опросники до и после 55-минутного выступления дуэта. А во время него ученые незаметно изменяли настройки акустического оборудования: раз в 2,5 минуты они включали и выключали динамики, воспроизводившие басы сверхнизких частот от восьми до 37 герцов. Специалисты сравнили интенсивность движений публики в эти промежутки. Оказалось, что в моменты звучания сверхнизких басов публика двигалась в среднем на 11,8 процента активнее, чем когда их не было. При этом опросники показали, что на слух никто не заметил никакой разницы: слишком низкими были частоты. Причины этого точно не известны. Авторы исследования предполагают, что эффект может быть связан с непосредственным влиянием сверхнизких частот на мозг, минуя сознательное восприятие. Структуры внутреннего уха тесно встроены в работу вестибулярного аппарата и моторной системы. Может быть, их колебания способны конкретно отражаться в работе, не задействовав слух.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025