Биотопливо можно получать из живых водорослей не повреждая их

Технологии использования водорослей в качестве топливного сырья занимают одно из центральных мест среди подходов современной альтернативной энергетики. Привлечение нанотехнологий открыло возможность существенно снизить стоимость получаемых из водорослей масел за счет многократной наработки биомассой органических веществ.

В условиях увеличения потребности человечества в энергетических ресурсах, при ограниченных и уменьшающихся запасах топлива органического происхождения, ученые фокусируют внимание на технологиях получения топлива из возобновляемых источников. Исследования показали, что многие растительные культуры могут служить сырьем для получения топлива: кукуруза, соя, подсолнечник и пальмовое масло вполне подходят для этого, но лидирующее положение в ряду богатых маслами культур занимают микроводоросли. Это низшие растения – одноклеточные фотосинтезирующие организмы, основные компоненты фитопланктона, они не токсичны, легко воспроизводимы и способны развиваться в пресной и в соленой воде.

Крупное финансирование проектов по разработке технологий получения биодизельного топлива из водорослей началось в Америке еще в 50-х годах прошлого века, а в последнее время к работе в этом направлении подключилось множество научных групп, в том числе, в США и в Японии. К настоящему моменту ученые уже достаточно преуспели в этой области. Выращивание водорослей в специально освещаемых и перемешиваемых водоемах позволяет получать биомассу не только на поверхности, но и в объеме воды. Простые способы выделения масел – отжим и экстракция дают на выходе более 50% готового топлива от массы исходного сырья. И все же, в рентабельности такие производства пока еще уступают добыче нефти и некоторым другим способам производства энергии.

Существенно снизить стоимость биотоплива можно, если выращенные организмы будут не погибать при выделении из них липидов и жирных кислот, а оставаться живыми и способными вновь вырабатывать и аккумулировать органические соединения.

Эту, на первый взгляд, невероятную задачу, удалось осуществить американским ученым из Департамента энергетики США в Эймсе (U.S. Department of Energy's Ames Laboratory) и Университета штата Айова (Iowa State University). Сочетание решений био- и нанотехнологий, получившее название «nanofarming» – «агро-нанотехнология» представляет превосходные перспективы для промышленности. Коммерциализацией проекта занимаются организации-разработчики, и еще несколько крупных организаций, специализирующихся на нано- и биотопливной продукции: Catilin, Лаборатории по изучению энергетической эффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (DOE's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy).

9_04_09_Algae_fuel_nanofarming.jpgНа этом микроснимке показаны наночастицы, имеющие губчатую мезопористую структуру и способные впитывать масла из водорослей, не повреждая растения.

В новой технологии интегрированы подходы нанотехнологии, химии и катализа. Мезопористые (имеющие наноразмерные поры) наночастицы экстрагируют масла из живых клеток водорослей, а для дальнейшего высокоэффективного выделения масла применяется специально разработанный и запатентованный катализатор Catilin.

Внедрение нового метода будет проходить в три этапа: сначала будут подобраны наилучшим образом подходящие для культивации и производства масел виды водорослей, затем будет оптимизирована экстракция с помощью наночастиц и каталитическая технология: выделение масла из системы и его переработка в биодизельное топливо. Третья стадия – это масштабирование технологии и ее непосредственное тестирование в промышленном формате.

Эта работа еще более удивляет, если назвать некоторые цифры. Водоросли обеспечивают действительно превосходную выработку топлива: с одного гектара культуры можно снять свыше 15000 л биодизеля. По оценкам экспертов, чтобы удовлетворить потребности США, полностью заменив нефтяное сырье, необходимо засеять водорослями примерно 40000 кв. км, что составляет меньше 1/7 части полей, засевавшихся в США в 2000 году кукурузой.

Ученые полагают, что успешный запуск этой технологии, использующей колоссальный биотопливный потенциал водорослей, может кардинальным образом изменить ситуацию с энергетикой, начав эру воспроизводимых источников энергии.

Мария Костюкова

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.4 (14 votes)
Источник(и):

Nanofarming technology harvest biofuel oils without harming algae



Anonymous аватар

Интересно, что себестоимость продукции 1 кг водорослей составляет 5–10 долл.
Тогда как из 2.5 кг можно получить 1 кг масла (см. http://en.wikipedia.org/wiki/Algae_fuel). Добавить еще издержки на технологические процессы переработки масла, то получиться фантастическая сумма.

Anonymous аватар

О экономической целесообразности еще рано рано говорить, технология не отработана. А если все сделать так, как в статье говорится-водоросли не отжимать (уничтожать), а только масло отбирать у них постоянно, вот и снижение цены. В любом случае, такое промышленное производство будет возможно только при экономической целесообразности.

Anonymous аватар

Простите, а от куда взята цифра по себестоимости 1 кг водорослей в 5–10$? То, что для одного кг масла надо 2,5 кг сухой массы-это да, но вот как Вы просчитали такую себестоимость, может ссылку дадите? Очень интересно узнать))))

kammenaz аватар

Здравствуйте! Все поют диферамбы биотопливу, но как я понимаю для производства конкурентоспособного топлива только производственного оборудования не достаточно. Еще нужны высококвалифицированные специалисты в разных областях. Где их взять? Может можно самому все изучить и вести производство. Какую-нибудь баланду производить не хочется, если что-то и выпускать то только высшнго качества. Если не трудно разъясните…