Исследователи обнаружили в микроводорослях необычный светозависимый фермент. В рамках нового проекта инженерного факультета Орхусского университета фермент будет использоваться в системе для производства альтернативного топлива из отработанных масел и жиров.
Грант в размере 3 млн датских крон (0,4 млн евро) от фонда Novo Nordisk положит начало новому исследовательскому проекту в Орхусском университете, направленному на разработку системы, которая с помощью полностью естественных процессов превращает органические отходы в устойчивые биотопливо, которое мы можем закачивать прямо в наши автомобили.
Это может звучать слишком хорошо, чтобы быть правдой, но это не так.
Фокусом является особый светозависимый фермент, впервые обнаруженный около двух лет назад. Фермент содержится в микроводорослях и обладает теми особыми характеристиками, что при использовании света в качестве единственного источника энергии он может декарбоксилировать жирные кислоты в алканы и, таким образом, синтезировать биотопливо.
Совместимость с обществом
Проект охватывает все этапы процесса, от выбора лучшего мутанта фермента до разработки самой проточной системы, которая посредством фотобиокатализа будет преобразовывать органические отработанные масла и жиры в различные виды биотоплива в непрерывном режиме. потока», - говорит доцент Бекир Энгин Эсер с инженерного факультета Орхусского университета.
Это так называемые дроп-ин биотоплива, которые функционально эквивалентны ископаемому топливу и полностью совместимы с существующей нефтяной инфраструктурой, используемой в обществе.
Другими словами, это означает, что устойчивое биотопливо, полученное в этом процессе, может использоваться более или менее непосредственно в существующих двигателях, поэтому обычные бензиновые и дизельные автомобили могут начать работать на зеленом топливе, в значительной степени нейтральном по отношению к углероду.
Производство должно быть единым, непрерывным потоком, в который поток отходов добавляется на одном конце и посредством ферментативного фотобиокатализа с ферментами водорослей превращается в топливо, которое выходит на другом конце.
Портфель мутаций
Однако, прежде чем мы зайдем так далеко, очень много процессов должно быть связано вместе.
На данный момент фермент производит алканы разной длины. Цель состоит в том, чтобы разработать варианты фермента с помощью белковой инженерии, чтобы мы могли приспособить индивидуальное производство алканов к своего рода портфелю:
До сих пор никто не пытался специализировать фермент для создания портфеля продуктов, который мы хотим. По этой причине часть этого проекта заключается в создании библиотеки мутаций фермента, чтобы, используя различные системы, мы можем производить дизельное топливо, бензин или реактивное топливо в одном процессе», - говорит доцент Селин Кара, возглавляющая проект.
Поскольку биотопливо на основе отработанных масел и жиров может стать важной частью энергетического рынка будущего, технологию необходимо масштабировать:
«Система должна быть очень, очень эффективной, потому что для того, чтобы заинтересовать промышленность этим переходом, нужно производить огромные объемы продукции», - говорит доцент Селин Кара.
Факты
В рамках проекта будет разработана мультиферментативная последовательность реакций, позволяющая производить биотопливо из отработанных масел и жиров и способная сократить использование ископаемого топлива.
С помощью светозависимого фермента, обнаруженного в микроводорослях, можно декарбоксилировать жирные кислоты до углеводородов различной длины. Выбирая естественные мутации ферментов, исследователи ожидают, что смогут разработать варианты ферментов, специфичные для углеводородов с короткой, средней или длинной цепью, для удовлетворения различных потребностей в топливе.
Название проекта: Светозависимый мультиферментный синтез биотоплива из экологически чистых ресурсов
Номер гранта: NNF19OC0057522