Biopalivo vyrobené bakteriemi má vyšší energetickou hustotu než letecké palivo

Jakkoli jsou fosilní paliva účinná, jejich dopad na planetu nelze přeceňovat. Výzkumníci z Berkeley Lab v USA nyní přiměli bakterie k přímé výrobě nového biopaliva s energetickou hustotou výrazně vyšší než u leteckého paliva, informuje web Newatlas.

Molekuly nového paliva se nazývají polycyklopropanované metylestery mastných kyselin (POP-FAME) a jsou tvořeny sedmi sadami cyklopropanových kruhů. Jedná se o kruhy o třech atomech uhlíku spojené do trojúhelníkových tvarů, což nutí vazby svírat úhel 60 stupňů. Napětí tohoto ostrého úhlu v sobě skrývá vysokou potenciální energii, která se může uvolnit při hoření.

Výzkumníci identifikovali přírodní bakterie produkující cyklopropan z čeledi Streptomyces, a poté zkopírovali související shluky genů do jiných bakterií, které jsou laboratorně přívětivější. Konečným výsledkem byly molekuly POP-FAME, které tým nazval fuelimyciny, a které vyžadují pouze jeden další krok chemického zpracování, aby se z nich stalo palivo připravené ke spalování.

Vědci ze Sandia National Labs v USA poté provedli počítačové simulace výsledných paliv, aby odhadli jejich vlastnosti ve srovnání s běžnými palivy. Z této analýzy vyplynulo, že nová paliva budou bezpečná a stabilní při pokojové teplotě a budou mít energetickou hustotu přes 50 megajoulů na litr (MJ/L). To je obrovský nárůst oproti stávajícím palivům – hustota energie benzínu se pohybuje kolem 32 MJ/L, zatímco běžná paliva pro tryskové motory a rakety dosahují maximálně 35 MJ/L.

Tato zvýšená hustota energie by mohla pomoci vozidlům dojet na jednu nádrž dále nebo snížit množství paliva potřebného pro start rakety, čímž by se ušetřilo více místa a hmotnosti pro náklad. Výroba paliv z bakterií zároveň snižuje jejich dopad na životní prostředí.

Tato biosyntetická cesta poskytuje čistou cestu k vysoce energetickým palivům, která bylo před touto prací možné vyrábět pouze z ropy pomocí vysoce toxického procesu syntézy. Vzhledem k tomu, že tato paliva by se vyráběla z bakterií krmených rostlinnou hmotou, která se vyrábí z oxidu uhličitého získaného z atmosféry, jejich spalování v motorech výrazně sníží množství přidaných skleníkových plynů ve srovnání s jakýmkoli palivem vyrobeným z ropy.

Tato biopaliva samozřejmě ještě nejsou zcela připravena k použití. Tým musí najít způsob, jak vyrábět větší množství, aby je bylo možné testovat v motorech, a to pomocí inženýrství procesu v účinnějších kmenech bakterií. Plánují také prozkoumat způsoby výroby molekul různých délek pro různé účely.

„Pracujeme na vyladění délky řetězce tak, abychom se zaměřili na konkrétní aplikace,“ řekl Eric Sundstrom, autor studie. „Paliva s delším řetězcem by byla pevná, vhodná pro určité aplikace v raketovém palivu, kratší řetězce by mohly být lepší pro tryskové palivo a uprostřed by mohla být molekula alternativní nafty.“

Výzkum byl publikován v časopise Joule.

Zdroj: newatlas.com