Скоро мы сможем заменить ископаемое топливо углеродно-нейтральным продуктом, созданным из солнечной энергии, углекислого газа и воды. Исследователи из Университета Упсалы успешно создали микроорганизмы, которые могут эффективно производить спирт-бутанол, используя углекислый газ и солнечную энергию, без необходимости использования солнечных батарей.
Это было представлено в новом исследовании, опубликованном в научном журнале Energy & Environmental Science.
- Мы систематически разработали и создали серию модифицированных цианобактерий, которые постепенно производили все большее количество бутанола в прямых процессах. Когда лучшие клетки используются в долгосрочных лабораторных экспериментах, мы видим уровни производства, которые превышают уровни, о которых сообщалось в существующих статьях. Более того, это сравнимо с непрямыми процессами, когда бактерии питаются сахаром, - говорит Пиа Линдберг, старший преподаватель химического факультета лаборатории Ангстрема Университета Уппсалы.
Знания и способность модифицировать цианобактерии, чтобы они могли производить различные химические вещества из углекислого газа и солнечной энергии, появляются параллельно с достижениями в области технологий, синтетической биологии, их генетического изменения. Благодаря сочетанию технических разработок, систематических методов и открытию того, что чем больше продукта удаляется из цианобактерий, тем больше образуется бутанола, исследование указывает путь к реализации концепции..
Мы уже знаем, что с помощью этого процесса можно производить бутанол (проверка концепции). Теперь исследователи смогли показать, что можно добиться значительно более высокой производительности, настолько высокой, что ее можно будет использовать в производстве. С практической точки зрения бутанол можно использовать в автомобильной промышленности как в качестве экологически чистого автомобильного топлива - биотоплива четвертого поколения - так и в качестве экологически чистого компонента каучука для шин. В обоих случаях ископаемое топливо заменяется углеродно-нейтральным продуктом, созданным из солнечной энергии, углекислого газа и воды.
Даже более крупные отрасли во всех отраслях, которые в настоящее время производят высокие выбросы парниковых газов из двуокиси углерода, смогут использовать процесс с цианобактериями для связывания двуокиси углерода и, следовательно, значительно сократить свои выбросы.
- Микроскопические цианобактерии являются наиболее эффективными фотосинтезирующими организмами на Земле. В этом исследовании мы используем их способность эффективно улавливать солнечную энергию и связывать углекислый газ в воздухе, а также все инструменты, которые у нас есть, чтобы модифицировать цианобактерии для производства желаемых продуктов. «Результаты показывают, что прямое производство углеродно-нейтральных химикатов и топлива из солнечной энергии станет возможным в будущем», - объясняет Питер Линдблад, профессор кафедры химии Лаборатории Ангстрема Университета Уппсалы, который руководит проектом.
Исследования в Университете Упсалы являются частью более крупного проекта ЕС по фототопливу, который координируется производителем автомобилей VW, целью которого является разработка следующего поколения методов устойчивого производства альтернативных видов топлива в транспортном секторе.