Новости космоса и технологий. » Химия » Ученые разработали более дешевый метод, с помощью которого можно было бы создавать топливо из растений

Ученые разработали более дешевый метод, с помощью которого можно было бы создавать топливо из растений

Опубликовал: Admin, 8-01-2021, 23:24, Химия, 56, 0

Ученые разработали более дешевый метод, с помощью которого можно было бы создавать топливо из растений

Ученые придумали более дешевый и более эффективный способ проведения химической реакции, лежащей в основе многих биологических процессов, что может привести к лучшим способам создания биотоплива из растений.

Ученые всего мира в течение многих лет пытались создать биотопливо и другие биопродукты с меньшими затратами; это исследование, опубликованное сегодня в журнале Научные отчеты , предполагает, что это возможно.

«Процесс превращения сахара в спирт должен быть очень эффективным, если вы хотите, чтобы конечный продукт был конкурентоспособным с Ископаемым топливом », - сказал Венкат Гопалан, старший автор статьи и профессор химии и биохимии в The Государственный университет Огайо. «Процесс того, как это сделать, хорошо отработан, но стоимость делает его неконкурентоспособным даже при значительных государственных субсидиях. Эта новая разработка, вероятно, поможет снизить стоимость».

В основе их открытия: менее дорогой и более простой метод создания «вспомогательных молекул», которые позволяют превращать углерод в клетках в энергию. Эти вспомогательные молекулы (которые химики называют кофакторами) представляют собой никотинамидадениндинуклеотид (НАДН) и его производное (НАДФН). Эти кофакторы в их восстановленных формах давно известны как ключевой элемент превращения сахара из растения в бутанол или этанол для топлива. Оба кофактора также играют важную роль в замедлении метаболизма раковых клеток и являются целью лечения некоторых видов рака.

Но НАДН и НАДФН дороги.

«Если вы сможете сократить производственные затраты вдвое, это сделает биотопливо очень привлекательной добавкой для получения гибкого топлива с бензином», - сказал Виш Субраманиам, старший автор статьи и недавно вышедший на пенсию профессор инженерии в штате Огайо. «Бутанол часто не используется в качестве добавки, потому что он недешев. Но если бы вы могли производить его дешево, расчет внезапно изменился бы. Вы могли бы сократить стоимость бутанола вдвое, потому что стоимость связана с использованием этого кофактора. . "

Чтобы создать эти восстановленные кофакторы в лаборатории, исследователи построили электрод, наслаивая никель и медь, два недорогих элемента. Этот электрод позволил им воссоздать НАДН и НАДФН из их соответствующих окисленных форм. В лаборатории исследователи смогли использовать НАДФН в качестве кофактора при производстве спирта из другой молекулы, тест, который они провели намеренно, чтобы показать, что построенный ими электрод может помочь преобразовать биомассу - растительные клетки - в биотопливо. Эта работа была выполнена Джонатаном Кадоваки и Трэвисом Джонсом, двумя аспирантами в области механической и аэрокосмической инженерии в лаборатории Субраманиама, и Аниндитой Сенгупта, научным сотрудником лаборатории Гопалана.

Но поскольку НАДН иНАДФН лежит в основе многих процессов преобразования энергии внутри клеток, это открытие может помочь другим синтетическим приложениям.

Предыдущая работа Субраманиама показала, что электромагнитные поля могут замедлить распространение некоторых видов рака груди. Он ушел на пенсию из штата Огайо 31 декабря.

Это открытие связано, сказал он: для ученых могло бы быть возможно более легко и доступно контролировать поток электронов в некоторых раковых клетках, потенциально замедляя их рост и способность метастазировать.

Субраманиам также провел большую часть своей более поздней научной карьеры, исследуя, смогут ли ученые создать синтетическое растение, которое будет использовать энергию солнца для преобразования углекислого газа в кислород. Он подумал, что в достаточно большом масштабе такое творение потенциально может уменьшить количество углекислого газа в атмосфере и помочь решить проблему изменения климата.

«Меня всегда интересовал вопрос:« Можем ли мы сделать синтетическое растение? Можем ли мы сделать что-то, что может решить эту проблему глобального потепления с помощью двуокиси углерода? »», - сказал Субраманиам. «Если это нецелесообразно делать с растениями, потому что мы продолжаем уничтожать их путем вырубки лесов, есть ли другие неорганические способы сделать это?»

Это открытие могло бы стать шагом к достижению этой цели: растения используют НАДФН для превращения углекислого газа в сахара, которые в конечном итоге становятся кислородом в результате фотосинтеза. Сделав НАДФН более доступным и доступным по цене, можно вызвать искусственную реакцию фотосинтеза.

Но его наиболее вероятное и самое непосредственное применение - это биотопливо.

То, что исследователи собирались вместе для этого научного исследования, было редкостью: биохимики и инженеры не часто проводят совместные лабораторные исследования.

Гопалан и Субраманиам встретились во время мозгового штурма, организованного Центром прикладных наук о растениях (CAPS) штата Огайо, где им было сказано подумать о «идеях большого неба», которые могут помочь решить некоторые из самых больших проблем общества. Субраманиам рассказал Гопалану о своей работе с электродами и элементами, «и следующее, что мы узнали, - это обсуждение этого проекта», - сказал Гопалан. «Мы, конечно, не разговаривали бы друг с другом, если бы не семинар CAPS».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии