Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Biopaliwa z niejadalnych części roślin

Recommended Posts

Naukowcy z University of Cambridge odkryli enzymy roślinne, których działanie znacznie utrudnia pozyskanie energii przechowywanej w drzewach, słomie i innych niejadalnych częściach roślin. Odkrycie to daje nadzieję na produkcję biopaliw, które nie będą negatywnie wpływały na rynek żywności. Jedną z głównych wad biopaliw jest bowiem fakt, że większość z nich wytwarzanych jest przez roślin jadalnych, co skutkuje zwiększeniem cen żywności.

Brytyjscy uczeni zbadali genom dwóch protein, które utwardzają drewno czy słomę, powodując, że wyekstrahowanie zeń bioetanolu jest bardzo trudne.

Dokładne poznanie sposobu działania wspomnianych protein pozwoli na takie zmodyfikowanie ich genomu, by uzyskać niejadalne rośliny o właściwościach ułatwiających pozyskiwanie biopaliw. Dzięki temu produkcja alternatywnego paliwa będzie wymagała użycia mniejszej ilości energii i środków chemicznych niż dotychczas.

W drewnie i słomie znajduje się olbrzymia ilość energii zgromadzona w postaci lignocelulozy. Chcieliśmy znaleźć sposób na łatwiejsze pozyskanie tej energii w formie cukrów, które pozwoliłby na przeprowadzenie fermentacji i wyprodukowanie bioetanolu - powiedział główny autor badań, profesor Paul Dupree.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I po co? Opracowuje się metody o niebotycznych budżetach, które mają skraplać i zamykać pod ziemią CO2. Pomijając już sensowność takiej walki z CO2 i predyspozycje gazu na znajdowanie wszelakich nieszczelności, to nikt nie wpadł na najprostszy pomysł. Magazynowanie drewna i wszelkiego rodzaju plastików. Przecież to czyste CO2 zamknięte w ciele stałym...

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Douger

A przeliczyłeś ile CO2 wiąże 1kg drewna,ile potrzeba zalesić ha ziemi (kosztem ziemi rolnej) aby osiągnąć znaczący efekt obniżenia tego gazu w atmosferze? Następnie drewno z drzewa trzeba magazynować w stanie suchym, inaczej będzie butwieć i uwalniać z powrotem CO2.A w zasadzie to nie rośliny lądowe,a oceany wiążą większość tego gazu.

A plastik jako magazyn CO2? Jak z CO2 robi się plastik?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wiele firm pracuje nad tworzywami, które byłyby równie lekkie i odporne jak plastik, a przy tym w pełni biodegradowalne. A co, gdyby można je robić... ze śmieci? Nowoczesna,ekologiczna, bo bezodpadowa (konwersja surowiec-produkt sięga 100%) i ekonomiczna (nie wymaga wysokich temperatur ani kosztownych katalizatorów) metoda uzyskiwania organicznych monomerów powstaje właśnie w IChF PAN.
      Bez tworzyw sztucznych nie sposób w zasadzie wyobrazić sobie współczesnego świata, ale plastik, jakim go dziś znamy, jest zarazem wielkim zagrożeniem. Zaśmieca dosłownie każdy zakątek świata, znajdziemy go w głębi Rowu Mariańskiego i na Mt. Evereście. Każdy z nas – chcąc nie chcąc – zjada podobno co tydzień 5 gramów plastiku, tyle, ile wystarczyłoby na kartę kredytową, a nie są to związki obojętne dla zdrowia
      A co, gdyby udało się zastąpić plastik tworzywem równie lekkim, równie odpornym, a przy tym w pełni biodegradowalnym? To idea, nad którą pracuje zespół naukowców z IChF, pod kierunkiem prof. Juana Carlosa Colmenaresa. Na warsztat wzięli pospolity produkt – hydroksymetylofurfural (HMF) – który na skalę przemysłową otrzymuje się w wyniku kwasowej hydrolizy cukrów otrzymywanych m.in. z celulozy, ligniny czy inuliny. Przekształcili go w aldehyd, 2,5-diformylofurfural (DFF), związek, który znajduje zastosowanie w tak wielu dziedzinach przemysłu, że trzeba by paru linijek, żeby je wszystkie wymienić. Można go wykorzystać do produkcji leków, kosmetyków, zapachów, środków chemicznych, paliw, ale przede wszystkim – przyjaznego środowisku plastiku.
      Chcemy, żeby można było zastąpić PETy czymś, co rozkładałoby się kilka miesięcy, najwyżej kilka lat, objaśnia prof. Colmenares. Dzisiejsze plastiki, tworzone z ropy naftowej zawierają ftalany i inne plastyfikatory, taką „zupę” związków organicznych, a nawet nieorganicznych, i żadna bakteria ani grzybek ich nie rozkłada sam z siebie. Dlatego tak długo zalegają w lasach i morzach. W tworzywach wyprodukowanych na bazie DFF są furany – cukry, a to, co przychodzi z przyrody, przyroda lepiej przyjmuje, tłumaczy dalej profesor.
      Były już testy takich polimerów. Rozkładają się one do monomerów przypominających cukry. A cukry to łakomy kąsek dla wielu mikroorganizmów. Nawet, gdyby butelkę z takiego tworzywa wyrzucić do lasu, to się rozłoży o wiele szybciej niż konwencjonalne polimery, najdalej po paru latach. Nie sam produkt (DFF) jednak jest tu nowością, lecz metoda jego uzyskiwania, opisana w pracy opublikowanej w Applied Cat. B. Do tej pory potrzeba do tego wysokich temperatur (rzędu 100-150 st. C) i skomplikowanej technologii, co sprawiało, że choć ekologiczny, nie mógł konkurować z produktami z ropy naftowej.
      Zespołowi prof. Colmenaresa wystarcza skonstruowana przez nich puszka – fotoreaktor, światło (na razie to lampy LED emitujące bliskie UV – 375 nm, ale docelowo energii ma dostarczać po prostu słońce) i katalizator, którym są nanopręciki ditlenku manganu. Są długie i bardzo, bardzo cienkie, a ich budowa zwiększa absorpcję światła. Dzięki unikatowym właściwościom termo-foto-katalitycznym ditlenku manganunanopręciki mają o wiele większą powierzchnię kontaktu z cząsteczkami materiału wyjściowego i lepiej go aktywują.Tak, że praktycznie cały HMF zmienia się w DFF. 100%!, ekscytuje się profesor.
      Jest to metoda bezodpadowa, bez dodatku tlenu i dodatkowych związków (np. nadtlenku wodoru H2O2). Wystarczy tlen z powietrza, by uzyskać czysty monomer potrzebny do produkcji polimerów liniowych i... np. takich butelek. Nawet nanopręciki można wykorzystywać wielokrotnie jako fotokatalizator, bo DFF ich nie niszczy, nie uwalnia jonów manganu 2+ i 4+, dzięki czemu nie trzeba go też oczyszczać. Temperatura może być pokojowa a ciśnienie –atmosferyczne. Jest to przy tym bardzo tani i powszechny materiał (tlenek manganu to nie jest platyna, złoto czy srebro), a i metoda produkcji  jest prosta. One się po prostu wytrącają i wystarczy dobrać odpowiednie warunki, żeby proces był wydajny, opowiada o wynalazku prof. Colmenares.
      Teraz ogranicza nas pojemność reaktora, ale gdy zmienimy go w przepływowy, będziemy mogli sporo zwiększyć produkcję. No i uzyskać patent, dodaje. A czy taki szybko rozkładający się plastik nie rozłoży się za szybko? Zanim np. zdążymy wypić nalany do niego sok? Nie, śmieje się profesor, praktycznie potrzeba do rozkładu kilku lat, ale gdyby nawet reakcja zaszła szybciej, to użytkownik najwyżej napiłby się troszkę „dobrego” plastiku. Takiego, który jest nieszkodliwy dla organizmu. Zostałby po prostu zdegradowany przez nasze jelitowe bakterie i ich enzymy.
      Do tego metoda opracowana przez zespół pod kierunkiem profesora Colmenaresa wykorzystuje... śmieci. Coś, co w przeciwnym razie trafiałoby np. do rzek zatruwając wodę, albo wymagałoby dużych nakładów w zakresie oczyszczania, jak to jest obecnie z odpadami przemysłu papierniczego. Obecnie z takich odpadów można robić np. bioetanol, albo spalać je, żeby dostarczyć energii dla własnej produkcji, ale gdyby udało się je wykorzystać lepiej, byłaby to niesamowita rzecz. Zresztą, odpadów starczy na wszystko. A gdyby pokazać, że można na tym zarobić, zaraz znalazłoby się wielu ludzi do ich sprzątania, mówi profesor. Polska jest np. wielkim producentem jabłek i soku, ale czy wiemy, co się dzieje z tymi wszystkimi skórkami i odpadkami? Niewiele, choć co roku „produkujemy” tego setki ton. To się wylewa do ścieków, to zanieczyszcza wodę, zabiera tlen, a wtedy koniec z całym wodnym życiem, martwi się profesor.
      Tymczasem tam są wszystkie cukrowate, pektynowe, lewulinowe związki, z których można wytwarzać nawet lekarstwa. Można wytwarzać bardzo pożądane związki z czegoś, co nie jest z ropy ani z węgla, tylko z odpadów. To jest hasło „jak zrobić coś z niczego”.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ciągu ostatnich dekad nauka dostarczała coraz więcej dowodów wskazujących, że drzewa i inne rośliny są kluczowym elementem dobrego samopoczucia i zadowolenia z życia ludzi mieszkających w miastach. Tymczasem wraz z postępującą urbanizacją w miejskich obszarach USA spada pokrycie drzewami.
      W najnowszym numerze Urban Forestry & Urban Greening czytamy, że w każdego roku amerykańskie miasta tracą około 36 milionów drzew. To około 70 tysięcy hektarów powierzchni zielonej, traconej przede wszystkim w centrach miast i na przedmieściach, ale również na obszarach podmiejskich.
      Główny autor badań, David Nowak ze Służby Leśnej USA mówi, że utrata drzew wiąże się też z konkretnymi stratami finansowymi. W tym przypadku oszacował je na 96 milionów USD rocznie, podkreślając, że wiemy tylko o niektórych korzyściach, jakie przynoszą nam drzewa. Obliczenia takie biorą pod uwagę tylko te czynniki, które łatwo jest przełożyć na pieniądze, a więc oczyszczanie powietrza przez drzewa czy zapewniania cienia, dzięki czemu można mniej wydawać na chłodzenie budynków, co z kolei przekłada się też na mniejsze zanieczyszczenie z elektrowni.
      Nowak i współautor badań Eric Greenfield stwierdzili, że pokrywa drzew zmniejszyła się w miastach w 45 stanach. Największe straty zanotowano w Rhode Island, Georgii, Alabamie, Nebrasce i Dystrykcie Kolumbii. Tylko w trzech stanach – Mississippi, Montanie i Nowym Meksyku – pokrywa drzew w miastach zwiększyła się, chociaż w każdym przypadku były to minimalne zmiany.
      Utrata drzew w miastach ma różna przyczyny. Od ich wycinki pod kolejną infrastrukturę, po naturalną śmierć czy ataki szkodników. Stanowi jednak problem, gdyż mniej drzew oznacza niższą jakość życia mieszkańców miast.
      Dotychczasowe badania wykazały bowiem, że obecność drzew przyczyna się do obniżenia ciśnienie krwi i tętna, zmniejsza stress, poprawia poczucie bezpieczeństwa i szczęścia. Okazało się również, że jeśli w bezpośrednim sąsiedztwie miejsca zamieszkania ciężarnej mieszkanki miasta znajdują się drzewa, to z mniejszym prawdopodobieństwem jej dziecko będzie miało zbyt niską wagę urodzeniową. Praktycznie nie istnieje żaden wskaźnik dotyczący zdrowia publicznego, przestępczości czy jakości środowiska naturalnego, który nie byłby poprawiany przez obecność drzew. Drzewa należy traktować jako część infrastruktury i jako najtańszy sposób na poprawę jakości życia mieszkańców, stwierdza Deborah Marton z organizacji New York Restoration Project.
      Zwykle jednak obecność drzew postrzegana jest inaczej. Ludzie uważają, że fajnie jest mieć kontakt z naturą, że służy to rekreacji i że musi ich być na to stać. Nie wiedzą, że kontakt ten to podstawowa potrzeba. To jeden z głównych czynników zdrowego miejsca zamieszkania, mówi William Sullivan, który stoi na czele Wydziału Architektury Krajobrazu University of Illinois at Urbana-Champaign i specjalizuje się w badaniach wpływu drzew na przestępczość w miastach.
      Tymczasem w miarę postępującego ocieplenia klimatu drzewa odgrywają coraz ważniejszą rolę w miastach. Okazuje się, że obecność drzew w gęsto zabudowanych obszarach miejskich obniża szczytowe letnie temperatury o 1-5 stopni Celsjusza. Przeprowadzone w Kalifornii badania wykazały natomiast, że drzewa zmniejszają temperaturę asfaltu nawet o 20 stopni Celsjusza, a temperatura kabiny samochodu pasażerskiego stojącego na parkingu może być dzięki nim niższa o 26 stopni Celsjusza. Dla wielu starszych ludzi, którzy nie posiadają w domach klimatyzacji, obecność drzew może być czynnikiem dosłownie ratującym życie w upalne dni.
      Drzewa pomagają też w funkcjonowaniu infrastruktury miejskiej. Na przykład Filadelfia została zobowiązana przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska do poradzenia sobie z problemem oczyszczalni ścieków, która przepełniała się po dużych opadach deszczu. Początkowo władze rozważały budowę podziemnego tunelu, który służyłby jako czasowo zbiornik na deszczówkę. Niezależny konsultant, po oszacowaniu kosztów takiego rozwiązania obliczył, że w ciągu 40 lat przyniosłoby ono miastu 122 miliony dolarów zysku. Miasto zaczęło więc rozważać plan nasadzeń drzew i innych roślin, które wiązałyby deszczówkę. Po obliczeniu kosztów ten sam konsultant stwierdził, że takie rozwiązanie przyniesie w ciągu 40 lat korzyści sięgające 2,8 miliarda dolarów. Dzięki drzewom wzrośnie wartość nieruchomości, zwiększy się liczba miejsc wypoczynkowych i zmniejszy liczba zgonów spowodowanych udarem cieplnym.
      Wielu specjalistów świadomych znaczenia, jakie mają drzewa, oblicza ile można by ich zasadzić w miastach. Okazuje się, że a Nowym Jorku jest miejsce dla dodatkowych 200 000 drzew, a w miastach Kalifornii można ich zasadzić aż 236 milionów. Jednak by drzewa te rzeczywiście trafiły do miast, potrzebna jest zmiana myślenia. Urbanizacja postępuje jak szalona. Nie wystarczy, że kilka miast wdroży jakiś program, to nie zrównoważy liczby traconych drzew. Jeśli chcemy być zadowoleni z życia w mieście nie wystarczy, że kilka kilometrów od naszego domu będzie światowej klasy park miejski. Nie wystarczy, że pięć stanów dalej jest niezamowity park narodowy. Drzewa powinny rosnąć przed każdym oknem i przed każdymi drzwiami, mówi Sullivan.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Florydzie spłonął Senator, jedno z najstarszych drzew na świecie i jednocześnie najstarszy znany cypryśnik błotny. Drzewo liczyło sobie około 3500 lat.
      Drzewo nazwano „Senatorem“ na cześć senatora Mosesa Overstreeta, który w 1927 roku podarował państwu tereny, na których rosło drzewo. Utworzono z nich Big Tree Park. W 1929 roku prezydent Calvin Coolidge ogłosił drzewo pomnikiem narodowym.
      Senator liczył sobie około 36 metrów wysokości. Wyróżniał się wysokością wśród otaczających go drzew, a było to tym bardziej imponujące, że przetrwał wiele huraganów, w tym i ten, z 1925 roku, który go złamał, skracając o 12 metrów.
      Początkowo podejrzewano, że Senator został podpalony. Prawdopodobnie jednak padł on ofiarą sił natury. Przed dwoma tygodniami nad okolicą, w której rosło drzewo, przeszła burza. Śledczy stawiają hipotezę, że w drzewo trafił piorun i Senator zaczął się palić. Niestety, płonął wewnątrz i z zewnątrz nic nie było widać. Gdy ludzie zorientowali się w sytuacji, na ratunek dla Senatora było zbyt późno. Strażakom udało się za to uchronić przed płomieniami pobliskiego cypryśnika Lady Liberty, który liczy sobie około 2000 lat.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Samochody przyszłości mogą być napędzane paliwem uzyskiwanym ze... starych gazet. Tak przynajmniej twierdzą uczeni z Tulane University, którzy zidentyfikowali nowy szczep bakterii nazwany TU-103. Bakterie te zmieniają stare gazety w butanol, a uczeni wykorzystują w swoich eksperymentach stare numery Times Picauyne.
      TU-103 to pierwszy znany szczep bakterii, który tworzy butanol wprost z celulozy. Celuloza obecna w zielonych roślinach to najobficiej występujący materiał organicznych. Wielu marzy o tym, by nauczyć się zmieniać ją w butanol. Każdego roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych na wysypiska trafiają co najmniej 323 miliony ton materiałów zawierających celulozę - mowi Harshad Velankar, badacz zatrudniony w laboratorium Davida Mullina.
      Naukowcy odkryli TU-103 w zwierzęcych odchodach i opracowali sposób na nakłonienie bakterii do produkcji butanolu. Najważniejsze, że TU-103 tworzy butanol wprost z celulozy - mówi Mullin.
      Nowo odkryta bakteria jako jedyny mikroorganizm produkujący butanol może robić to w obecności tlenu. Inne bakterie tworzące butanol wymagają środowiska beztlenowego, co podnosi koszty produkcji.
      Butanol lepiej sprawdza się w roli biopaliwa, gdyż w przeciwieństwie do etanolu może być spalane w tradycyjnych silnikach, nadaje się do transportu istniejącymi rurociągami, ma słabsze właściwości żrące i można uzyskać z niego więcej energii.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Użytkownicy iPadów oraz iPhone'ów mogą teraz wykorzystać swoje urządzenia do rozpoznawania drzew i jednocześnie przyczynić się do wzbogacenia wiedzy o naszej planecie. W Smithsonian Institution powstała aplikacja, która dzięki sfotografowaniu liścia rośliny pozwala ją rozpoznać. Program korzysta z ciągle rosnącej bazy danych zdjęć zgromadzonych przez Smithsonian. Zrobiona przez użytkownika fotografia jest w ciągu kilku sekund porównywana z bazą i otrzymuje on informacje o tym, jaką roślinę sfotografował oraz dane encyklopedyczne na jej temat. Gdy użytkownik potwierdzi, że identyfikacja przebiegła prawidłowo, do Smithsonian trafia informacja o położeniu danego drzewa, co pozwala na tworzenie mapy populacji tych roślin.
      Program Leafsnap zadebiutował w maju. Początkowo w bazie znajdowały się informacje o wszystkich drzewach rosnących w nowojorskim Central Parku i waszyngtońskim Rock Creek Park. W ciągu miesiąca aplikację pobrano 150 000 razy. Jej twórcy mają nadzieję, że ta liczba szybko wzrośnie, gdy przygotują wersję Leafsnap dla Androida.
      Jeszcze w lecie bieżącego roku baza danych wzbogaci się o drzewa na północnym-wschodzie USA. Z czasem mają się w niej znaleźć wszystkie drzewa z terenu tego kraju.
      Leafsnap jest dziełem botanika Johna Kressa i inżynierów z Columbia University oraz University of Maryland. Program powstał w roku 2003, a jego zadaniem była pomoc naukowcom w opisywaniu nieznanych habitatów. Z czasem oprogramowanie ewoluowało, aż w końcu, z pojawieniem się smartfonów, postanowiono do badań naukowych zaprzęgnąć każdego chętnego.
      Wykorzystanie programu Leafsnap to jednocześnie pierwsza w historii szansa dla przeciętnego człowieka brania udział w tworzeniu Narodowego Herbarium Stanów Zjednoczonych w Smithsonian Institute. Herbarium to liczy obecnie niemal 5 milionów gatunków i jest jednym z 10 największych tego typu zbiorów na świecie. Jego historia rozpoczęła się w 1848 roku.
      Prace nad bazą danych Leafsnap rozpoczęły się od fotografowania kolekcji Herbarium, jednak szybko stało się jasne, że potrzebne są zdjęcia żyjących liści. Smithsonian poprosił o pomoc niedochodową organizację Finding Species, która dostarczyła tysiące fotografii.
      Inżynierowie wykorzystali technologię rozpoznawania twarzy, dzięki której oprogramowanie szybko rozpoznaje sfotografowany liść.
      Leafsnap w wersji dla iPada zawiera też funkcję „Nearby Species", która pokaże nam jakie drzewa znajdują się w pobliżu sfotografowanej przez nas rośliny. O ile, oczywiście, ktoś już wysyłał zdjęcia z okolicy, w której się znajdujemy.
      Uczeni ze Smithsonian nie spoczywają na laurach. Mają zamiar stworzyć aplikację rozpoznającą motyle i inne zwierzęta.
      Stworzenie Leafsnap kosztowało około 2,5 miliona dolarów. W ciągu najbliższych 18 miesięcy wydany zostanie kolejny milion, dzięki któremu w bazie danych znajdą się wszystkie drzewa USA. Na terenie Stanów Zjednoczonych żyje około 800 gatunków drzew.
×
×
  • Create New...