Биохимия для автомобильного топлива

24.04.2015

На дорогах можно все чаще заметить автомобили, которые вместо бензина используют газ. В основном это коммерческий транспорт - грузовики или автобусы, для которых на газе ездить экономически выгоднее. Внутри красных баллонов с надписью "огнеопасно" обычно скрывается газ пропан или его смесь с другими углеводородами, например, бутаном.

Все эти углеводороды получаются путем переработки добытых из недр земли газа или нефти, которые человечество научилось использовать в качестве топлива или же сырья для производства всевозможных видов пластмасс. Однако в последнее время широко развились технологии получения топлива из биологического сырья. Но если такие термины, как биоэтанол или биодизель уже давно на слуху, то как обстоят дела с "биогазом"?

Из биологических отходов научились получать метан - простейший из ряда углеводородов. Для этого используют специальные биореакторы. В них особые типы бактерий перерабатывают биомассу, в результате чего образуется смесь газов, состоящая в основном из нужного нам метана. Дальше его можно очистить от примесей, закачать в специальные емкости под давлением и использовать в качестве топлива. Такой процесс создан, отработан и уже существуют автобусы, которые ездят на биогазе. Однако есть одна проблема, и заключается она в отличии свойств метана от более тяжелых газов.

Дело в том, что пропан и бутан можно перевести в жидкое состояние при обычной температуре и относительно невысоком давлении. Взять, к примеру, обычную бытовую зажигалку - тонкого корпуса из прозрачного пластика хватает, чтобы безопасно хранить сжиженный углеводород. А вот с метаном так не получится - чтобы перевести метан в жидкость, его придется охладить до температуры в - 82оС. Поэтому, чтобы запастись необходимым количеством метана, приходится использовать емкость, которая сможет выдержать давление в несколько сотен атмосфер.

Это делает метан намного менее удобным топливом для транспорта по сравнению с пропаном. Однако если бактерии, которые могут синтезировать метан, существуют, то вот с синтезом сложных углеводородов все намного более печально: в природе нет таких биологических процессов, в результате которых образовывался бы пропан.

Исследователи из отделения биотехнологий университета Манчестера взялись за решение этой проблемы и придумали способ, как получить биопропан. Для этого они искусственно изменили биохимический процесс, по которому бактерия E. coli может производить спирт - бутанол. Бутанол или бутиловый спирт отличается от всем известного этилового спирта длиной углеродной цепочки - в ней четыре атома углерода, а не два, как у этанола. Биохимикам удалось изменить направление процесса так, что на последней стадии реакции вместо бутанола получался пропан.

Конечно, пока что это не более чем лабораторное исследование, которое показало способ, по которому можно получать сложные углеводороды биологического происхождения. Однако у него есть шанс стать основой альтернативного способа получения эффективного топлива.

<< Назад: Бюджетные светодиодные лампы Philips 25.04.2015

>> Вперед: Ракета-носитель Vulcan 24.04.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Экологический бензиновый двигатель от Mazda 26.01.2018 Компания Mazda сообщила о работе по разрабатке двигателя внутреннего сгорания, который будет по выбросам в атмосферу не вреднее электромотора. Производитель уточняет, что учитывает выбросы от сжигания топлива на электростанциях, вырабатывающих электричество для "безвредных" двигателей. При этом для бензинового двигателя тоже учитывается загрязнение атмосферы на всех этапах - от добычи нефти до сжигания бензина в двигателе машины. Новый двигатель станет продолжением линейки Skyactiv. Первое поколение в лице Skyactiv-G было представлено в 2011 году. Сейчас завершается разработка двигателя Skyactiv-X, который должен появиться на рынке до конца марта 2019 года. Следующий двигатель будет называться Skyactiv-3. Разработчики стремятся повысить КПД двигателя, уменьшая потери энергии за счет повышения степени сжатия и управляемого возгорания топливной смеси сразу во многих точках. По оценке Mazda, КПД Skyactiv-3 может достичь 56%, что близко к теоретическому пределу для двигателей такого типа. В случае успеха, выработка CO2 уменьшится на четверть, поставив Skyactiv-3 в один ряд с электромоторами по суммарному количеству выбросов. Следует добавить, что далеко не все электричество вырабатывается тепловыми электростанциями, так что сравнение нельзя назвать совершенно корректным. Впрочем, производство тех же солнечных батарей сопровождается большими выбросами CO2, что дополнительно затрудняет точную оценку. Одно можно сказать наверняка: автомобили на бензиновых и дизельных двигателях не исчезнут в одночасье только из-за моды на электромобили - ни на улицах городов, ни в ассортименте автопроизводителей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025