Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Czy to już przełom w branży biopaliw?

Recommended Posts

Pomimo wielu dotychczasowych niepowodzeń, naukowcy nie ustają w poszukiwaniu nowych metod syntezy paliwa z biomasy. Ich najnowszym wynalazkiem jest bakteria zdolna do wytwarzania tzw. biodiesla bezpośrednio z prostych związków obecnych w pożywce.

Autorami nowego rozwiązania są badacze pracujący dla amerykańskiego Departamentu Energii (DoE) oraz prywatnej firmy biotechnologicznej LS9 z San Francisco. Dzięki modyfikacji genetycznej pospolitych bakterii Escherichia coli udało się im stworzyć mikroorganizm zdolny do rozkładu zawartych w biomasie prostych cukrów i przetworzenia ich do estrów prostych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi - związków uznawanych za jedne z najbardziej obiecujących biopaliw i jednocześnie stanowiących ważne surowce chemiczne.

Istotą przeprowadzonej modyfikacji jest zablokowanie jednego z naturalnych szlaków regulujących powstawanie estrów kwasów tłuszczowych. Część syntetyzowanych kwasów tłuszczowych łączy się bowiem ze specjalnym białkiem nośnikowym, zaś powstawanie tego kompleksu blokuje dalsze tworzenie kwasów tłuszczowych. Naukowcom z DoE i LS9 udało się ominąć to ograniczenie dzięki uruchomieniu procesu odłączania powstających kwasów tłuszczowych od białka nośnikowego i utrzymywania ich w formie wolnej. 

Aby dodatkowo zwiększyć ilość pozyskiwanego produktu, badacze zablokowali u testowanych bakterii szlak metaboliczny pozwalający na odżywianie się kwasami tłuszczowymi.

Autorzy studium donoszą także o badaniach nad szczepem mikroorganizmu zdolnym dodatkowo do rozkładu hemicelulozy - wielocukru niezwykle bogatego w energię, lecz dotychczas praktycznie bezużytecznego ze względu na występowanie w jego cząsteczkach trudnych do rozłożenia wiązań chemicznych. Wytworzenie E. coli zdolnych do bezpośredniego wytwarzania "biodiesla" bezpośrednio z hemicelulozy, zawartej w ogromnych ilościach w materii roślinnej, byłoby więc gigantycznym krokiem naprzód w dziedzinie produkcji biopaliw.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Można sobie wyobrazić, że te modyfikowane genetycznie Escherichia uciekają do środowiska i następnie produkują alkohol w oceanach z tamtejszej biomasy. Spełni się wtedy marzenie alkoholików: ocean wódy!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Można sobie wyobrazić, że te modyfikowane genetycznie Escherichia uciekają do środowiska i następnie produkują alkohol w oceanach z tamtejszej biomasy. Spełni się wtedy marzenie alkoholików: ocean wódy!

Zaraz... to był post alarmujący czy entuzjastyczny? :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Entuzjastycznie rzecz ujmując - jedynym kłopotem będzie wcześniejsza filtracja, bądź destylacja celem pozbycia się soli i innych związków z wody morskiej, plusem jest na pewno fakt, że nie będzie trzeba ponosić kosztów wytworzenia oraz przechowania alkoholu.

 

Pozostaje jeszcze pytanie o tolerancję na alkohol tych bakterii, typowe drożdże winiarskie (w domowych warunkach)wytrzymują stężenie ok 16-18%

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie wiem kto stale promuje badania nad biopaliwami, ale jest to technologia całkowicie nieopłacalna. Lepiej masę roślinną przeznaczyć na nawozy niż paliwo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie wiem kto stale promuje badania nad biopaliwami, ale jest to technologia całkowicie nieopłacalna. Lepiej masę roślinną przeznaczyć na nawozy niż paliwo.

 

Na razie nieopłacalna. Kiedyś, dawno temu, nie opłacało się oczyszczać ścieków i instalować elektrofiltrów. Jedna decyzja biurokratyczna (paliwo po 5 euro jak postulują/postulowali  niemieccy zieloni i do łask wrócą konie i osiołki.

A tak, na marginesie, wygląda mi na to, że to biochemicy rozwiążą problem paliwowy i taniego wykorzystania energii słonecznej.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Lepiej masę roślinną przeznaczyć na nawozy niż paliwo.

Niekoniecznie. Nawóz, żeby był skuteczny, musi zawierać przede wszystkim sporo azotu lub fosforu (zależnie od nawozu i potrzeb konkretnego rolnika, rzecz jasna). Do produkcji biopaliw wystarczy węgiel, tlen i wodór. Morał z tego jest taki, że na produkcję biopaliw możesz przeznaczyć odpady o znacznie niższej jakości i wyjściowej wartości ekonomicznej, a mimo to wciąż przetwarzać je na produkt o świetnej jakości. Tak więc pomysł wcale nie jest taki głupi, ale właśnie przy założeniu, że będziemy w stanie przetwarzać prawdziwe odpady.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Biopaliwo to nie tylko olej rzepakowy. Etanol można robić praktycznie ze wszystkiego nawet z maślanki (dokuczliwy odpad).

A pomysł na węglowodory z alg wygląda bardzo obiecująco. Wszak oceanów nam nie brakuje.

http://manager.money.pl/news/artykul/shell;wyprodukuje;paliwo;z;alg,245,0,306933.html

Share this post


Link to post
Share on other sites
maślanki (dokuczliwy odpad)

Chyba z 10 lat temu. Dziś firmy biotechnologiczne się o nią zabijają, podobnie jak o serwatkę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chyba z 10 lat temu. Dziś firmy biotechnologiczne się o nią zabijają, podobnie jak o serwatkę.

 

Ach, a niedawno zastanawiałem się nad fenomenem cen maślanki w stosunku do mleka w Tesco  :D

Co do meritum, po prostu uważam, że to biochemicy wygrają ten wyścig.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cena maślanki musi być wyższa, skoro (w związku z czasem potrzebnym na fermentację) spędza ona więcej czasu w zakładzie, a to kosztuje.

Share this post


Link to post
Share on other sites

  Hmm, zastanawiam się czy nie łatwiej po prostu spalić te odpady wytwarzając ciepło i prąd, zamiast przetwarzać, a później i tak spalić. Na chłopski rozum bilans energetyczny będzie korzystniejszy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A chciałbyś wrzucać słomę albo wlewać serwatkę do baku? :D Jak wyobrażasz sobie system podawania takiego paliwa do silnika? I co z ogromną zawartością wody?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Sorry, nie zauważyłem. Ale odpowiadając na temat: masz już dziś dostatecznie wydajne akumulatory? Poza tym podstawową zaletą paliwa ciekłego jest to, że im więcej spalisz, tym lżejszy masz pojazd.

 

Poza tym żeby coś spalić, najpierw musisz to osuszyć, a to wymaga albo mnóstwa czasu, albo mnóstwa energii...

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
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Izraelskim naukowcom udało się stworzyć bakterie Escherichia coli, które żywią się dwutlenkiem węgla a nie cukrami i innymi molekułami organicznymi. To jak metaboliczny przeszczep serca, komentuje biochemik Tobias Erb z Instytutu Mikrobiologii im.Maksa Plancka w Marburgu, który nie był zaangażowany w badania.
      To niezwykle ważna osiągnięcie, gdyż całkowicie zmienia sposób funkcjonowania jednego z najważniejszych organizmów modelowych w biologii. Ponadto w przyszłości można by wykorzystać odżywiające się CO2E. coli do tworzenia organicznych molekuł, które mogłoby być wykorzystywane do produkcji żywności lub jako biopaliwa. Produkcja takich towarów powinna wiązać się z mniejszą emisją węgla do atmosfery, a być może udałoby się też usuwać CO2 z powietrza.
      Rośliny i cyjanobakterie wykorzystują światło do zamiany dwutlenku węgla w przydatne molekuły, takie jak DNA, proteiny czy tłuszcze. Jednak organizmy te trudno jest modyfikować genetycznie, przez co dotychczas nie udało się stworzyć z nich wielkich biologicznych fabryk. E. coli łatwo jest modyfikować, a szybki wzrost tego organizmu oznacza, że można ją równie szybko testować i dostosowywać do naszych potrzeb. Problem jednak w tym, że E. coli żywi się cukrami i emituje CO2.
      Biolog Ron Milo i jego zespół z Instytutu Weizmanna, od dekady pracują nad zmianą diety E. coli. W 2016 roku opracowali bakterię, które żywiła się CO2, jednak dwutlenek węgla stanowił niewielki odsetek jej zapotrzebowania na węgiel.
      Ostatnio Milo wraz z kolegami wykorzystali techniki inżynierii genetycznej oraz ewolucji w laboratorium i stworzyli szczep E. coli, który cały potrzebny węgiel czerpie z dwutlenku węgla. Najpierw naukowcy wyposażyli bakterię w enzymy, które organizmy przeprowadzające fotosyntezę wykorzystują do zamiany CO2 w węgiel organiczny. Dodatkowo E. coli trzeba było wyposażyć w gen, który umożliwiał jej czerpanie energii z mrówczanów. Jednak nawet wówczas bakteria nie chciała rozwijać się bez obecności cukrów. Wówczas naukowcy zaprzęgnęli do pracy ewolucję. Przez rok hodowali kolejne pokolenia E. coli, które przetrzymywano w warunkach 250-krotnie wyższej koncentracji CO2 niż w atmosferze ziemskiej i podawano minimalne ilości cukrów. Po około 200 dniach pojawiły się pierwsze bakterie zdolne do wykorzystania CO2 jako jedynego źródła cukru. Po około 300 dniach bakterie te w warunkach laboratoryjnych namnażały się szybciej, niż bakterie, które nie wykorzystywały dwutlenku węgla.
      Milo mówi, że zmodyfikowane E. coli wciąż mają zdolność wykorzystywania cukrów i, jeśli mogą, to właśnie je preferują. Rozwijają się też wolniej. Standardowe E. coli dwukrotnie zwiększają swoją liczbę co 20 minut, tymczasem u zmodyfikowanych E. coli w atmosferze składającej się z 10% CO2 podział zachodzi co 18 godzin. Ponadto nie są w stanie przetrwać bez cukrów w obecnej atmosferze ziemskiej, w której ilość dwutlenku węgla wynosi 0,041%.
      Izraelczycy pracują teraz nad przyspieszeniem wzrostu bakterii i umożliwieniem im rozwijania się przy niższych stężeniach dwutlenku węgla. Podkreślają, że to na razie wstępne badania i miną całe lata, zanim tak zmodyfikowane E. coli zostaną wykorzystane w roli fabryk.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opracowali nanocząstki z chitozanem, które zwalczają zarówno pałeczki okrężnicy (Escherichia coli), jak i gronkowce Staphylococcus saprophyticus. Niewykluczone więc, że wejdą one w skład materiałów do opatrywania ran, które będą wspomagać leczenie i chronić przed zakażeniami oportunistycznymi.
      Nanocząstki z chiotozanem uzyskano za pomocą żelacji jonowej tripolifosforanem sodu (TPFS). TPFS odpowiada za tworzenie wiązań między łańcuchami biopolimeru. Nanocząstki można też uzyskiwać w obecności jonów miedzi i srebra, a jak wiadomo, mają one działanie bakteriobójcze. Ponieważ stymulując wzrost komórek, kompozyt działał też regenerująco na skórę - ustalono to podczas laboratoryjnych testów na keratynocytach i fibroblastach - warto pomyśleć o zastosowaniach w materiałach opatrunkowych i kosmetykach przeciwstarzeniowych.
      Pracami zespołu kierowała Mihaela Leonida z Fairleigh Dickinson University. Artykuł z wynikami badań ukazał się w International Journal of Nano and Biomaterials.
      Chitozan jest polisacharydem, pochodną chityny. Charakteryzuje się biozgodnością i nietoksycznością. Nie wywołuje reakcji alergicznych. Enzymy tkankowe rozkładają go do w pełni absorbowanych przez organizm aminosacharydów. Biopolimer polikationowy wykorzystuje się w stomatologii do walki z próchnicą (pod koniec lat 90. prowadzono np. badania nad zastosowaniem chitozanu jako składnika optymalizującego cechy systemów łączących kompozyty z zębiną, polisacharyd wchodzi też w skład past do zębów) oraz w opakowaniach w przemyśle spożywczym (w przeszłości ustalono, że folie z chitozanu z dodatkiem olejku czosnkowego działają bakteriobójczo na szczepy Staphylococcus aureus, L. monocytogenes, E. coli czy Salmonella enteritidis). Warto też dodać, że testowano tkaniny przeciwbakteryjne z dodatkiem chitozanu, z których byłyby szyte uniformy dla pracowników służby zdrowia.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
      Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
      Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
      Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
      Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ograniczony dostęp do czystych źródeł energii (tzw. ubóstwo energetyczne) sprawia, że prawie połowa ludzkości musi gotować, spalając drewno, węgiel czy resztki zwierząt. Prowadzi to do poważnych chorób dróg oddechowych, na które umiera ok. 2 mln osób rocznie. To więcej niż w przypadku malarii.
      Prof. Hisham Zerriffi z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej podkreśla, że z powodu skażenia powietrza w pomieszczeniach najczęściej cierpią kobiety i dzieci, czyli ta sama grupa, która zazwyczaj zajmuje się pozyskiwaniem opału. Kanadyjczyk zwraca uwagę, że poza kwestiami zdrowotnymi, spalanie biomasy wiąże się też ze wzrostem emisji węgla oraz zmianą klimatu.
      Mimo dostępności wielu technologii efektywniejszego spalania paliw, rządom, firmom oraz organizacjom społecznym nie udało się przekonać do nich ludzi. Musimy połączyć nowe technologie z mądrymi zasadami działania. Zerriffi tłumaczy, że chodzi mu o stworzenie rentownych rynków, zachęcanie gospodarstw domowych do zmiany sposobu gotowania oraz naprawę luk w finansowaniu - zwłaszcza w przypadku osób o najniższych dochodach.
      Zadanie nie jest łatwe, bo rządy nie są w stanie dostarczyć kuchni do ciągle powiększających się populacji. Początkowo rozwiązaniem wydawał się sektor prywatnego biznesu, ale większość potrzebujących nowych rozwiązań energetycznych ludzi nie ma pieniędzy na inwestycje. Stąd obecny kryzys w branży: brak dodatkowych źródeł na promowanie produktu i utrzymywanie sieci sprzedaży. Najnowszym pomysłem na wsparcie dystrybucji czystszych energetycznie kuchni jest przeznaczanie na ten cel środków z programów "carbon offset", kompensujących środowisku skutki emisji CO2.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby będące nosicielami Helicobacter pylori wydają się chronione przed chorobami, w których przebiegu występuje biegunka.
      Zespół doktor Dani Cohen z Uniwersytetu w Tel Awiwie analizował przypadki 177 izraelskich żołnierzy w wieku od 18 do 21 lat, którzy odwiedzili obozową klinikę. U 66 stwierdzono obecność Shigella sonnei (pałeczki te wywołują dyzenterię), u 31 enterotoksycznych szczepów pałeczki okrężnicy (Escherichia coli), a u 80 występowała biegunka o nieustalonej etiologii. W studium naukowcy uwzględnili także 418-osobową grupę kontrolną. Jej przedstawicieli dopasowano do członków grupy eksperymentalnej pod względem jednostki i okresu szkolenia. Na początku treningu polowego od wszystkich pobrano próbki surowicy. Badano je pod kątem obecności immunoglobulin G (IgG) przeciwko H. pylori oraz IgG i IgA przeciw lipopolisacharydom S. sonnei.
      W porównaniu do grupy kontrolnej, odsetek osób zakażonych H. pylori był znacznie niższy zarówno wśród żołnierzy z biegunką o nieznanej etiologii, jak i w grupie z szigelozą i wynosił w obu scenariuszach 36,3% (vs. 56% wśród nieuskarżających się na biegunki). Związek między nosicielstwem H. pylori a rzadszym występowaniem biegunek utrzymywał się nawet po uwzględnieniu czynników demograficznych oraz wcześniejszego miana przeciwciał IgG oraz IgA przeciw S. sonnei. Izraelczycy podkreślają, że w przypadku enterotoksycznych szczepów pałeczki okrężnicy zależność miała podobny charakter, ale nie przekroczyła progu istotności statystycznej.
      Nasze badania sugerują aktywną rolę H. pylori w ochronie przeciw chorobom biegunkowym - napisała Cohen w artykule opublikowanym w piśmie Clinical Infectious Diseases. Zakażenie H. pylori może wpływać na kwasowość przewodu pokarmowego, a wysoka kwasowość nie dopuszcza do zasiedlenia jelit przez patogeny. Niewykluczone też, że pobudzenie układu odpornościowego w wyniku przewlekłej infekcji H. pylori prowadzi do szybszego wyeliminowania innych bakterii.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...