Ученые разрабатывают потенциально «трансформационный» метод производства чистого «зеленого» биотоплива

Новый метод получения ценных химикатов и более доступного «зеленого» топлива из солнечной энергии, бактерий и углекислого газа может стать «по-настоящему трансформационным» для общества, если будет работать в коммерческих масштабах. Об этом заявляет микробиолог Дерек Ловли, руководитель исследовательской группы в Университете Массачусетса в Амхерсте.

Ключевые преимущества метода

Метод микробного электросинтеза (microbial electrosynthesis, ME) является углеродно-нейтральным и использует солнечную энергию эффективнее растений. Он решает проблему хранения энергии от солнечных панелей, сразу превращая ее в химические вещества, которые легко хранить и распределять по требованию.

  • Не требует биомассы, пахотных земель или сложной последующей ферментации.
  • Эффективность преобразования электронов в топливо превышает 90%.
  • Использует солнечные панели, собирающие энергию в 100 раз эффективнее растений.

Как это работает

Бактерии, живущие на электродах, используют электроны как источник пищи. Под действием электричества они «вдыхают» CO2 и «выдыхают» топливо и химикаты.

«Это, по сути, новая форма фотосинтеза, при которой диоксид углерода и вода объединяются с образованием органических соединений, а кислород выделяется в качестве побочного продукта», — объясняет Ловли.

Система с двумя электродами:

  1. Первый электрод извлекает электроны из воды, производя кислород.
  2. Электроны поступают на второй электрод с бактериями, которые перерабатывают CO2 в ацетат (ацетил-КоА).

Продукты и перспективы

Основной продукт — ацетат (ацетил-КоА), центральный промежуточный продукт, из которого можно производить различные топлива и химикаты, например, бутанол (прямая замена бензину) или бутандиол (для производства пластиков).

Метод может быть развернут в любом солнечном месте. При размещении рядом с источником выбросов (например, ТЭЦ) он способен снижать углеродный след.

Текущий статус

Экспериментальные результаты опубликованы в майском номере журнала mBIO. Процесс пока работает в лабораторных масштабах, но начальный грант в $1 млн от Министерства энергетики США позволит перейти к разработке крупномасштабного производства.