Tin KHCN nước ngoài
Nhiên liệu tái tạo thay thế bằng vi khuẩn (15/09/2014)
-   +   A-   A+   In  

Nghiên cứu này là một bước tiến trong sản xuất thương mại một nguồn nhiên liệu có thể một ngày nào đó cung cấp sự thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.

Propane là một nguồn nhiên liệu sạch hấp dẫn bởi vì nó có một thị trường toàn cầu hiện hữu. Propane đã được sản xuất làm sản phẩm phụ trong quá trình chế biến khí tự nhiên và lọc dầu, nhưng cả hai đều là nguồn tài nguyên hữu hạn. Dưới dạng hiện tại, nó chiếm phần lớn thành phần LPG (khí hóa lỏng), được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ sưởi trung tâm đến bếp ga du lịch và xe có động cơ thông thường.

 Trong một nghiên cứu mới, nhóm các nhà khoa học từ Đại học Hoàng gia Luân Đôn và Đại học Turku ở Phần Lan đã sử dụng Escherichia coli để làm gián đoạn quá trình sinh học biến các axit béo thành màng tế bào. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các enzyme để dẫn các axit béo vào một chu trình sinh học khác, làm cho các vi khuẩn đó sinh ra propane tái tạo sử dụng được ngay cho động cơ thay vì trở thành màng tế bào.

 Mục tiêu cuối cùng của họ là chèn hệ thống thiết kế này vào các vi khuẩn quang hợp, sao cho một ngày nào đó có thể trực tiếp biến đổi năng lượng mặt trời thành nhiên liệu hóa học.

 Tiến sĩ Patrik Jones, Khoa Khoa học Sự sống tại trường Đại học Hoàng gia Luân Đôn cho biết: "Mặc dù nghiên cứu này mới ở giai đoạn sơ khai, nhưng khái niệm được chứng minh của chúng tôi cung cấp một phương pháp sản xuất tái tạo nhiên liệu mà trước đây chỉ có thể lấy từ các mỏ hóa thạch. Mặc dù đến nay mới sản xuất được một lượng nhỏ, nhưng nhiên liệu được chúng tôi đã sản xuất có thể sử dụng ngay cho động cơ. Điều này mở ra tương lai khả năng sản xuất bền vững nhiên liệu tái tạo ban đầu có thể bổ sung, rồi sau đó thay thế các nhiên liệu hóa thạch như dầu diesel, xăng, khí thiên nhiên và nhiên liệu phản lực."

 Các nhà khoa học đã chọn mục tiêu propane bởi vì nó có thể dễ dàng thoát khỏi tế bào dưới dạng khí, nhưng đòi hỏi ít năng lượng để chuyển đổi từ trạng thái khí tự nhiên của nó thành chất lỏng dễ vận chuyển, lưu trữ và sử dụng.

 Sử dụng E. coli là một sinh vật chủ, các nhà khoa học đã chặn quá trình sinh học biến các axit béo thành màng tế bào. Bằng cách dừng quá trình này ở giai đoạn đầu, họ có thể lấy ra axit butyric, một hợp chất có mùi khó chịu là tiền chất cốt yếu cho sản xuất propan.

 Ngăn chặn quá trình này, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một biến thể enzyme mới gọi là thioesterase nhằm mục tiêu cụ thể vào các axit béo và giải phóng chúng ra khỏi quá trình tự nhiên này. Sau đó, họ sử dụng enzyme vi khuẩn thứ hai, gọi là CAR, để chuyển đổi axit butyric thành butyraldehyde. Cuối cùng, họ bổ sung enzyme mới phát hiện gọi là aldehyde-deformylating oxygenase (ADO), được biết là tạo ra hydrocarbon một cách tự nhiên, để tạo thành propane.

 Những nỗ lực trước đó sử dụng enzyme ADO đã tỏ ra thất vọng khi các nhà khoa học không thể khai thác năng lượng tự nhiên của enzyme này để tạo ra nhiên liệu sạch. Tuy nhiên, các nhà khoa học trong nghiên cứu này đã phát hiện ra rằng bằng cách dùng các điện tử kích thích ADO, họ có thể nâng cao đáng kể khả năng xúc tác của enzyme này, để cuối cùng sản xuất ra propane.

 Tiến sĩ Jones cho biết tại thời điểm này, họ chưa nắm bắt được đầy đủ chính xác các phân tử nhiên liệu được tạo ra như thế nào. "Tôi hy vọng rằng trong 5-10 năm tới chúng tôi có thể để đạt được quá trình thương mại hóa sẽ đáp ứng một cách bền vững nhu cầu năng lượng của chúng ta," ông nói.

Nguồn: vista

Số lượt đọc: 7930

Về trang trước Về đầu trang