Având în vedere costurile construirii unei noi infrastructuri și adaptarea la surse de energie necunoscute, nu este probabil să încetăm să utilizăm combustibili fosili în curând. Care este următoarea cea mai bună soluție? Faceți combustibilii existenți mai ecologici și regenerabili.
Aceasta este ideea din spatele noilor lucrări ale oamenilor de știință de la Imperial College London și de la Universitatea din Turku din Finlanda, care își propun să cauzeze în cele din urmă bacteriile fotosintetice pentru a transforma lumina solară în gaz propan. Tehnologia are mult de parcurs înainte de a fi viabilă din punct de vedere comercial. Dar ca un prim pas, echipa a reușit să păcălească E. coli, o bacterie găsită în sistemul nostru digestiv, în crearea unor cantități mici de propan pregătit pentru motor.
În mod tradițional, propanul este creat ca un produs secundar al procesării gazelor naturale și petrolului. Este eliminat din gazul natural pentru a face transportul de-a lungul conductelor sub presiune, mai sigur, iar rafinăriile de petrol îl produc atunci când descompun petrolul fie în benzină, fie în ulei de încălzire.
Într-un proces în trei etape, oamenii de știință au folosit enzime pentru a elibera mai întâi acizii grași din E. coli, care sunt utilizați în mod normal în crearea membranelor celulare. Unul dintre aceștia, acid butiric, a fost apoi transformat cu o altă enzimă în butiraldehidă - un derivat al butanului. În cele din urmă, echipa a transformat butiraldehida în propan. Stimularea enzimei de conversie cu electroni îmbunătățește procesul, a găsit echipa.
Descris recent în revista Nature Communications, proiectul se află în fazele incipiente. Patrik R. Jones, unul dintre autorii lucrării, spune că metoda este mai simplă decât încercările similare de a crea combustibil cu organismele vii. Drojdia sau bacteriile joacă un rol în producerea etanolului din zahăr sau porumb, iar bacteriile fotosintetice proiectate creează motorină și din culturi. Etanolul este acum adesea adăugat la benzină în Statele Unite, datorită mai ales subvențiilor și stimulentelor guvernamentale. Dar biodieselul derivat din bacterii nu a cunoscut încă o utilizare pe scară largă, în mare parte datorită problemelor continue legate de costuri și eficiență.
„În cazul biodieselului [fotosintetic], există multe etape în acest proces și fiecare dintre aceste etape are o penalizare în ceea ce privește eficiența”, spune Jones. „Dacă am putea reduce numărul de pași, cel puțin teoretic, atunci am putea avea un proces mai eficient.”
Concentrația asupra propanului, spre deosebire de alți combustibili, simplifică și procesul, deoarece propanul se separă cu ușurință de celulele organismului datorită structurii chimice compacte. Etanolul, care poate fi creat din porumb, zahăr și alte culturi, trebuie să fie separat fizic de apă într-un proces care consumă energie. Metodele actuale pentru recoltarea combustibilului diesel din alge implică deschiderea celulelor și, în acest sens, uciderea organismelor care produc combustibilul. Cu propan, combustibilul poate fi separat fără a distruge E. coli .
Propanul este simplu de colectat ca gaz, și totuși mai ușor de depozitat în siguranță decât hidrogenul, care este foarte periculos ca un gaz, mai ales atunci când este amestecat cu aer. De asemenea, a fost ales, spune Jones, pentru că este ușor de lichefiat pentru transport și este compatibil cu infrastructura existentă. Propanul este în mare parte asociat cu grătarele exterioare din Statele Unite, dar este folosit și la alimentarea stivuitoarelor și a motoarelor pentru bărci. Mașinile pot fi chiar convertite pentru a funcționa cu propan; procesul este destul de frecvent în Regatul Unit, unde prețurile gazelor sunt mult mai mari decât în Statele Unite.
Echipa folosește E. coli în această etapă, deoarece este simplu să lucrezi cu el, spune Jones. În cele din urmă, cercetătorii speră să transplanteze procesul de la E. coli în bacterii fotosintetice, astfel încât lumina soarelui să ofere energie pentru a alimenta celulele, mai degrabă decât dieta de nutrienți de care E. coli necesită . Acest lucru va reduce din nou numărul de pași în acest proces, dar rămân multe de făcut până când oamenii de știință ajung la acest punct.
„Doar sistemele perfect teoretice sau aproape teoretice perfecte vor avea vreodată șansa de a fi comercializate”, spune Jones. „De aceea este important să încercați să atingeți [un proces] care să funcționeze cât mai bine.” În acest moment, Jones estimează că va trebui să producă de la 1.000 până la 5.000 de ori mai mult combustibil din procesul lor înainte ca industria să-și manifeste interes. Și din acel moment, ar trebui să aibă loc mai multe inginerii și perfecționări înainte de a putea fi viabil din punct de vedere comercial ca o alternativă la combustibilii fosili existenți.
„Unele probleme se află în enzimele pe care le folosim”, spune Jones. „Așadar, va trebui să fie oarecare căutare a enzimelor alternative sau îmbunătățirea enzimelor pe care le avem, iar acestea vor fi proiecte mari pe cont propriu”.
Este clar că nu vom conduce mașini sau grătar burgeri folosind propan produs de bacterii și soare în orice timp curând. Dar într-un articol al Imperial College London, Jones a spus că speră ca procesul să devină viabil din punct de vedere comercial în următorii 5-10 ani.
Chiar dacă această estimare este generoasă, producția de propan cu energie solară poate fi gata la timp pentru a ajuta la trecerea de la combustibili murdari la alternative mai ecologice.
