[an error occurred while processing the directive]
О проекте Новости Региональные программы Обучение
Поиск по сайту
Каталог решений
Подписка на рассылку
Введите ваш E-mail

Бактериальная энергетика

Пурпурные бактерии помогут получить водород

 Получение энергии с помощью бактерий – многообещающая область. Уже сегодня существуют различные типы «бактериальных батареек», в которых живые существа вырабатывают электричество, например, питаясь сахарным сиропом. Пока что такие системы могут снабжать энергией в лучшем случае плеер, но, если представить, что когда-нибудь учёные создадут двигатель на основе генетически-модифицированных бактерий, выделяющих молекулярный водород, сахаром можно будет заправлять и автомобиль.

 Бактерии Rhodobacter Sphaeroides могут быть использованы как источник молекулярного водорода – экологически чистого топлива. Сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН изучили разные штаммы бактерий и продемонстрировали, что скорость выделения водорода под действием света зависит от пигментации бактерий. Создание штаммов с пониженным содержанием пигментов может рассматриваться как перспективный способ получения водорода. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале «Прикладная биохимия и микробиология», том 46, № 5, 2010 год, сообщает Информнаука.

Поиск новых альтернативных источников энергии относится к самым актуальным задачам современности. Использование водорода в качестве источника энергии – очень перспективное направление: двигатели на его основе выделяют вместо выхлопных газов водяной пар, то есть безопасны для окружающей среды. К тому же водород – возобновляемый источник, его можно получать различными способами. Среди самых популярных можно отметить паровую конверсию метана, то есть получение водорода при нагреве смеси водяного пара и метана. Сегодня промышленное получение водорода связано с выбросами углекислого газа, что усиливает парниковый эффект. К технологиям, позволяющим избежать загрязнения окружающей среды, относится получение водорода с помощью различных бактерий. Один из перспективных объектов – пурпурные бактерии Rhodobacter Sphaeroides. Они отличаются большим разнообразием метаболических процессов, они могут получать энергию как из органических веществ, так и из солнечного света. При переработке простых органических веществ (глюкозы, лактата, органических кислот) эти бактерии выделяют молекулярный водород.

Сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН под руководством З. А. Зельцовой исследовали способность пурпурных бактерий Rhodobacter Sphaeroides к выделению водорода.

Скорость выделяемого бактериями водорода зависит от двух факторов: количества бактерий в биореакторах и интенсивности светового потока, необходимого для реакции фотосинтеза, объясняют учёные. До какого-то момента бактерии отвечают на увеличение интенсивности светового потока более интенсивным выделением водорода, но в дальнейшем они усиливают синтез защитных пигментов, снижают свою чувствительность к свету, и уровень водорода в реакционной среде больше не возрастает. Сотрудники института изучали способы преодоления этого эффекта. Они работали с генетически-модифицированным штаммом Rhodobacter Sphaeroides, у которого была нарушена функциональная особенность периферийного светособирающего антенного комплекса, а также выращивали бактерии в условиях недостатка азота (что также нарушает синтез пигментов). Учёные продемонстрировали, что бактерии с пониженным содержанием пигментов производят водород намного быстрее, чем их «дикие» сородичи.

«Вирусная» энергоэффективность

 

 Обычно слово «вирус» ассоциируется у нас с болезнью или недружественной средой. Однако учёным удалось «приручить» вирусы и направить их действие на пользу человечеству.

Один из путей продуктивного применения солнечной энергии – это участие её в расщеплении воды на кислород и водород. Водород может долго храниться в любом состоянии, и может применяться для выработки электричества в топливных элементах. Но по-прежнему одной из составляющих этого метода является процесс расщепления воды.

Его продуктивность пока не впечатляет: сначала нужно преобразовывать солнечную энергию в электричество, потом направлять его на процесс расщепления воды, сохранять водород, а потом вновь производить из него электричество. Сейчас появилась разработка, которая в будущем может усовершенствовать эту методику. Как минимум, она сократит цепочку действий.

Учёные использовали один из самых простых, а главное, совершенно безопасных для здоровья людей вирусов М13 и генетически преобразовали его таким образом, что частицы вируса соединяют катализатор (оксид иридия) и улавливающий энергию солнца биологический пигмент (порфирин). Так что вирус становится своеобразным нанозаводом, который продуктивно расщепляет на водород и кислород воду. При этом сам по себе он не работает, а лишь служит базой для действующих элементов. Пигмент ловит энергию солнечных лучей и передает его на катализатор.

Изобретатели в процессе работы столкнулись и с некоторыми трудностями. Например, вирусные частицы спустя некоторое время начинают слипаться и терять свои рабочие способности. Выход, тем не менее, нашёлся: вирусы размещаются на гелевой подложке, которая фиксировала их положение, сохраняя эффективность работы.

Вчерашние вредители помогут в освоении источников альтернативной энергии


 Эти крохотные обитатели морских вод долгое время находились на плохом счету у судовладельцев. Лиминории, питающиеся древесиной, наносили серьезный ущерб деревянным кораблям и опорам мостов. Сегодня, когда деревянные суда уже не в моде, эти ракообразные древоточцы могут, наоборот, внести свой вклад в развитие альтернативной энергетики. В частности, в процесс получения биотоплива.

 Лиминории – не единственные живые организмы, которые питаются древесиной. Но их пищеварительный процесс осуществляется по-особенному. Лимнории вырабатывают специальные ферменты, которые расщепляют древесные волокна до сахаров. Причем эти ферменты способны расщеплять даже лигнин, который является несъедобным для большинства «древесных гурманов». Получаемые сахара могут быть использованы для ферментирования и превращения в спиртовое топливо.

Конечно, для такого метода производства биотоплива все же придется пустить в расход некоторое количество деревьев. Однако используя более эффективные способы превращения древесной целлюлозы в топливо, мы уменьшаем количество органической материи, необходимой для производства горючих материалов.хостел найти каталог

 

Регистрация
Логин:
Пароль:
Подтверждение пароля: 
Ф.И.О.*:
E-mail*:
Подписаться на новости
Фото:
Поля, помеченные звездочкой (*), обязательны для заполнения