Nowy pomysł na biopaliwa
Izabela Klauza | 2008-01-15
Etanol jest jak dotąd w czołówce substytutów benzyny. Ma jednak pewne wady. Naukowcy postanowili, że trochę zmodyfikują pomysł wykorzystania alkoholu, jako źródła napędu samochodowego. Zamiast dwuwęglowego etanolu zdecydowali się na użycie rozgałęzionych, kilkuwęglowych alkoholi, jak np. izobutanom.
Biopaliwa powinny być produkowane z odnawialnych źródeł przede wszystkim z glukozy. Biopaliwa są szansą na zmniejszenie, a w konsekwencji na zniesienie, zużycia ropy naftowej. Wykorzystanie biopaliw cechuje również zmniejszenie liczby zanieczyszczeń. Obecnie istnieje kilka przykładów biopaliw. Głównym elementem jest etanol (C2H5OH), a raczej bioetanol pozyskiwany np. z kukurydzy. Bioetanol to czysty alkohol etylenowy, używany jako dodatek do benzyny (w ilości 4-5%) już od 1994 r. w Polsce. Jest przede wszystkim bardzo ważnym substytutem benzyny. Ma jednak kilka wad. Nie jest w 100 % wydajny i musi być mieszany z innymi gazami: benzyno pochodnymi, w przeciwnym wypadku niemożliwe by było uruchomienie pojazdu w niskim temperaturach. Jest również gazem higroskopijnym, czyli mającym zdolność pochłaniania wody. Taka właściwość przyczynia się do powstawania korozji, a przede wszystkim sprawia, że bioetanol nie może być długo przechowywany.
Naukowcy z UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science postanowili przyjrzeć się bliżej właściwościom bioetanolu i zminimalizować jego wady. Naukowcy, doszli do wniosku, że najlepsze właściwości do zastosowania w biopaliwach posiadają alkohole zbudowane z większej ilości węgli, niż dwa- jak etanol. Wyniki badań zostały opublikowane magazynie Nature, 3. stycznia.
Alkohole takie jak izobutanol, charakteryzują się tym, że mają właściwości bardziej zbliżone do benzyny, niż C2H5OH. Nie są tak lotne i korozyjne jak bioetanol, bo nie wykazują właściwości higroskopijnych. Główną zaletą takich alkoholi jest to, że mają wysoką liczbę oktanową (jest to cecha określająca jakość paliwa silnikowego).
Produkcja tego typu alkoholi miałaby mieć miejsce w bakteriach E.coli, odpowiednio zmodyfikowanych. Za pomocą inżynierii genetycznej naukowcy dokonali przekierowania szlaku biosyntezy aminokwasów (przy uzyskaniu głównego substratu: ketokwasu) na produkcję alkoholi. Nie jest niespodzianką, że bakterie w wyniku fermentacji alkoholowej produkują etanol, ale produkcja innych alkoholi sprawia bakteriom spore kłopoty, dlatego też taki wynik był dużym a za razem miłym zaskoczeniem. Ze źródła energii jakim była glukoza, uzyskano mieszankę takich alkoholi jak: izobutanolu, 1- butanolu, 3- metylo- 1- butanolu, 3- metylo- 1- butanolu i 2- fenyloetanolu.
Być może mieszanka wartościowych alkoholi stanie się nowym, wydajnym biopaliwem. Badania nad tym, żeby szlak produkujący izobutanol wykorzystać w bardziej tolerancyjnym na wysokie stężenia alkoholu organizmie niż bakterie (lub tak zmodyfikować bakterie by mogły dobrze funkcjonować w wysokich stężeniach alkoholu) wciąż trwają, a szanse na powszechne wprowadzenie izobutanolu na rynek biopaliw stają się bardziej prawdopodobne.
Źródło:
Non-fermentative pathways for synthesis of branched-chain higher alcohols as biofuels. Atsumi S. et al, Nature 451, 86-89, 03.01.2008
Fotografia 1. Bakteria Escherichia coli może stać bardzo dobrym producentem składników biopaliwa w najbliższym czasie. Credit: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH.
Komentarze
jroz@poczta.fm | 2008-04-25 14:49:16
Możliwe, że procesy nastawione na inne frakcje fermentacji, będą wydajniejsze ale czy użytkowanie ich jako paliw nie napotka na problemy podobne do korozyjności w przypadku bioetanolu. Propanol pod tym względem wydaje się być dużo podlejszy. Z kolei wiem, że opary izobutanolu są nadzwyczaj alergogenne.