Имайки предвид разходите за изграждане на нова инфраструктура и адаптиране към непознати източници на енергия, няма вероятност скоро да спрем да използваме изкопаеми горива. Какво е следващото най-добро решение? Направете съществуващите горива по-зелени и възобновяеми.
Това е идеята зад новата работа на учени от Imperial College London и университета в Турку във Финландия, които имат за цел впоследствие да накарат фотосинтетични бактерии, за да превърнат слънчевата светлина в газ пропан. Технологията има дълъг път, преди да бъде търговска жизнеспособна. Но като първа стъпка, екипът е успял да подмами Е. коли, бактерия, открита в храносмилателната ни система, да създаде малки количества пропан, готов за двигатели.
Традиционно пропанът се създава като страничен продукт от преработката на природен газ и нефт. Той се отстранява от природния газ, за да направи транспорта по тръбопроводи под налягане по-безопасен, а нефтените рафинерии го произвеждат, когато разграждат нефта или в бензин, или в гориво.
В триетапен процес учените използват ензими, за да освободят първо мастните киселини в Е. coli, които обикновено се използват при създаването на клетъчни мембрани. Една от тях, маслена киселина, след това се превръща с друг ензим в бутиралдехид - производно на бутан. Най-накрая екипът трансформира бутиралдехида в пропан. Стимулирането на конвертиращия ензим с електрони засилва процеса, установи екипът.
Наскоро описан в списанието Nature Communications, проектът е в начален стадий. Но Патрик Р. Джоунс, един от авторите на статията, казва, че методът е по-прост от подобни опити за създаване на гориво с живи организми. Дрождите или бактериите играят роля за производството на етанол от захар или царевица, а инженерните фотосинтетични бактерии създават дизел и от културите. Етанолът сега обикновено се добавя към бензина в САЩ, благодарение най-вече на държавните субсидии и стимули. Но биодизелът, получен от бактерии, все още не е получил широко приложение, до голяма степен поради продължаващите проблеми с разходите и ефективността.
„В случай на [фотосинтетичен] биодизел има много стъпки в процеса и всяка от тези стъпки има наказание по отношение на ефективността“, казва Джоунс. „Ако можехме да съкратим броя на стъпките, поне теоретично, тогава бихме могли да имаме по-ефективен процес.“
Фокусът върху пропана за разлика от други горива също опростява процеса, тъй като пропанът се отделя лесно от клетките на организмите, поради своята компактна химическа структура. Етанолът, който може да бъде създаден от царевица, захар и други култури, трябва да бъде физически отделен от водата в процес, който е енергоемък. Настоящите методи за събиране на дизелово гориво от водорасли включват разрушаване на клетките им и по този начин убиване на организмите, които произвеждат горивото. С пропан горивото може да се отдели без да се унищожи Е. coli .
Пропанът е лесен за събиране като газ и въпреки това по-лесно за безопасно съхраняване от водорода, което е много опасно като газ, особено когато се смесва с въздух. Освен това е избран, казва Джоунс, защото лесно се втечнява за транспорт и е съвместим със съществуващата инфраструктура. Пропан е свързан най-вече с решетки на открито в САЩ, но също така се използва за захранване на мотокари и моторни лодки. Автомобилите дори могат да бъдат преобразувани, за да работят на пропан; процесът е доста често срещан в Обединеното кралство, където цените на газа са много по-високи, отколкото в Съединените щати.
Екипът използва E. coli на този етап, защото е лесно да се работи, казва Джоунс. Но в крайна сметка изследователите се надяват да трансплантират процеса от Е. коли в фотосинтетични бактерии, така че слънчевата светлина осигурява енергията за захранване на клетките, а не диетата от хранителни вещества, от които се нуждае Е. коли . Това отново ще намали броя на стъпките в процеса, но има още много работа, която трябва да се свърши, преди учените да стигнат до този момент.
"Само теоретично съвършените или почти теоретично съвършените системи някога ще имат шанс да бъдат комерсиализирани", казва Джоунс. „Ето защо е важно да се опитате да достигнете до [процес], който работи възможно най-добре.“ В момента Джоунс изчислява, че ще трябва да произвеждат 1000 до 5000 пъти повече гориво от своя процес, преди индустрията да прояви интерес. И от този момент би трябвало да се извърши повече инженеринг и усъвършенстване, преди да може да бъде търговско жизнеспособен като алтернатива на съществуващите изкопаеми горива.
„Някои проблеми се крият в ензимите, които използваме“, казва Джоунс. "Така че ще трябва да се търси търсене на алтернативни ензими или подобряване на ензимите, които имаме, и това ще бъдат големи проекти сами по себе си."
Ясно е, че скоро няма да караме автомобили или да печем бургери, използвайки пропан, произведен от бактерии и слънце. Но в статия на Imperial College London, Джоунс заяви, че се надява процесът да стане търговски жизнеспособен през следващите 5 до 10 години.
Дори ако тази оценка е щедра, производството на пропан със слънчева енергия може да е готово навреме, за да помогне за ускоряване на преминаването от мръсни горива към по-екологични алтернативи.
