Ученые из Калифорнийского университета в Беркли создали технологию получения высокоэффективного биотоплива. В ее основе - молекулы синтезированного вещества фулемицина, полученные в рамках исследования, и один дополнительный этап химической обработки. Готовый продукт выдает плотность энергии более 50 мегаджоулей на литр (МДж/л). Для сравнения: у бензина этот показатель ограничен 32 МДж/л, а у обычного ракетного топлива составляет 35 МДж/л.
>> У нас есть телеграм-канал Хайтек+. Подписка дает возможность видеть все анонсы самых интересных научных и техно-новостей.
Для создания нового топлива ученые обратились к полициклопропанированным метиловым эфирам жирных кислот (POP-FAME) — молекулам, которые состоят из семи наборов циклопропановых колец. Эти кольца в свою очередь состоят из трех связанных атомов углерода. Такая конструкция содержит высокую потенциальную энергию, которая может быть выделена в процессе сгорания.
В своем исследовании команда из Беркли определила естественные бактерии, продуцирующие циклопропан, а затем скопировала связанные кластеры генов в другие бактерии, которые были доступны в лаборатории. Таким образом авторы спроектировали молекулы нового типа — ученые назвали их фулемицинами. По словам биологов, для превращения этих молекул в готовое к сжиганию биотопливо требуется всего один этап химической обработки.
Далее ученые провели компьютерное моделирование, чтобы оценить потенциальные свойства нового вещества и сравнить его с традиционными видами топлива. Результат показал, что биотопливо на основе бактерий может безопасно храниться при комнатной температуре и обладает плотностью энергии более 50 МДж/л. Это означает, что эффективность нового горючего значительно выше бензина и ракетного топлива — с ним автомобили будут проезжать большие расстояния, а космические корабли смогут взять больше полезной нагрузки. А главное — в перспективе с помощью фулемицинов можно будет отказаться от нефти в самых зависимых отраслях.
«Это биосинтетическое решение обеспечивает чистый путь к высокоэнергетическому топливу, которое ранее можно было производить только из нефти с использованием высокотоксичного процесса синтеза. Поскольку это топливо производится из бактерий, питаемых растительным веществом, которое производится из углекислого газа, вытягиваемого из атмосферы, его сгорание в двигателях также уменьшит количество выбросов по сравнению с любым топливом, полученным из нефти», — заявил руководитель проекта Джей Кислинг.
В то же время Кислинг признал, что сейчас синтезированное биотопливо не готово к коммерческим сценариями использования. Сначала ученые должны создать методику для массового производства этого вещества, а потенциальным клиентам придется адаптировать свои автомобили и ракеты под новый вид биотоплива. Актуальная цель ученых — создать твердую версию нового топлива, которую можно будет применять в аэрокосмической отрасли.
***
Хайтек+ уже много месяцев входит в 30-ку лучших каналов Дзена. Подписывайтесь и рекомендуйте нас друзьям.