Новости города БезФормата.Ru
Долгопрудный
Главные новости
 
Задать вопрос?

МФТИ: Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть

МФТИ: Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть - Долгие Пруды
Фото: indolgoprud.ru
Исследователи определили состав биотоплива, полученного из микроводорослей Spirulina platensis, с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения. Учёные изучили две фракции биотоплива, которые получаются после того, как массу из водорослей обработают специальным методом. Кроме того, они показали, что биотопливо по составу имеет мало общего с нефтью, зато есть что-то общее с зелёнкой. Исследование опубликовано в журнале European Journal of Mass Spectrometry. Работа была сделана группой ученых из Сколтеха, Института энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе РАН, Институт биохимической физики им. Эмануэля РАН, Объединенного института высоких температур РАН, МГУ и Московского физико-технического института.

Водоросли, как спасение экологии

 

Биотопливо, как альтернативный источник энергии, представляет особенный интерес для изучения, ведь оно помогло бы решить такие проблемы, как истощение запасов нефти и глобальное потепление. В отличии от нефти, биотопливо производится из возобновляемых природных ресурсов, а при его сжигании выделяется меньше парниковых газов. Бразилия, например, уже обеспечивает с помощью биотоплива 40% своих потребностей. В качестве сырья для биотоплива используют сельскохозяйственные культуры и другие растения. Однако в этом случае приходится занимать плодородную землю, которая могла бы вместо этого кормить людей. Перспективным сырьём для биотоплива являются морские микроводоросли, которые не требуют ни чистой воды, ни земли. Водоросли активно поглощают углекислый газ, а значит их использование действительно полезно для уменьшения парникового эффекта. Топливо из микроводорослей называют биотопливом третьего поколения, и в настоящее время ведутся активные разработки по его производству.

 

Рецепт биотоплива

 

Если мы узнаем состав биотоплива, мы сможем усовершенствовать процесс его производства. Первоначальные техники получения горючего из водорослевой массы были энергетически невыгодными, так как много энергии затрачивалось на высушивание водорослей, в которых содержится много воды. Для коммерческого применения нужен был новый, более эффективный метод. И такой метод придумали – это так называемое гидротермальное сжижение: мокрую биомассу нагревают до температуры больше 300℃, сжимают давлением в 200 атмосфер и на выходе получают топливо. Примерно тот же принцип действует в природе, когда под воздействием больших температур и высокого давления в недрах Земли образуется нефть, только в реакторе это происходит быстрее. В результате получается две фракции: жидкое биотопливо и густая масса, которая остаётся в реакторе. Это смеси, состоящие из тысяч индивидуальных компонентов и для определения их состава наилучшим образом подойдёт масс-спектрометрия.

 

Масс-спектрометрия

 

Масс-спектрометрия – метод исследования, с помощью которого можно определить состав вещества. Метод основан на том, что в электрическом и/или магнитном поле разные соединения ведут себя по-разному – в зависимости от их соотношения массы и заряда m/z. На выходе получается масс-спектр – график с пиками интенсивности, где каждому пику соответствует своё значение m/z.  

Учёные исследовали с помощью масс-спектрометрии биотопливо, полученное из водорослей Spirulina platensis. В процессе гидротермального сжижения все вещества с температурой кипения меньше 300 градусов выходят из реактора в виде газа и охлаждаются в специальной ёмкости. Таким образом получается жидкая фракция, а в реакторе остаётся твёрдая фракция. Масс-спектрометрический анализ показал, что обе фракции содержат больше всего веществ, у которых в составе есть N и N2, но компоненты твёрдой фракции более разнообразны и по свойствам отличаются от компонентов жидкой фракции. Найденные в биотопливе вещества не имели ничего общего с веществами, которые содержатся в обычной сырой нефти, хотя и являются горючими. Масс-спектрометрия позволяет узнать только молекулярные формулы веществ (например, C18H35N2). Чтобы получить какую-нибудь информацию о структуре молекул, исследователи применили метод замены водорода на дейтерий.

 

Замена водорода на дейтерий

 

Когда водород заменяется на дейтерий, масса иона* становится больше и пик в спектре смещается.По тому, сместился пик или нет, учёные определяют, в каком месте в молекуле стоял водород. Однако не любой водород отдаст своё место дейтерию, точнее не любое место водород сможет освободить.

 

*Перед тем, как запустить молекулы в масс-анализатор, их нужно зарядить, иначе электромагнитное поле на них не подействует. У обычных молекул заряд z=0, в них число протонов равно числу электронов. А если, например, к молекуле присоединить протон (частица с зарядом +1), то она станет ионом с зарядом z=1. Процесс превращения молекул в ионы называется ионизацией.

Перед запуском в масс-анализатор молекулы образца подвергают ионизации. В данном случае к нейтральным соединениям добавлялись протоны, и они превращались в положительные ионы. Присоединённый протон легко заменяется на дейтон, но оказалось, что в некоторых компонентах биотоплива замены не происходит. Учёные это поняли по интенсивности смещённого пика, который получается при замене. У обычной нефти смещённый пик имел такую же интенсивность, как несмещённый, а значит, замена произошла полностью. В случае с биотопливом, интенсивность смещённого пика была в пять раз меньше. Это значит, что под одним пиком кроется несколько соединений и не во всех из них есть присоединённый водород, вместо которого мог бы встать дейтерий. Если вещества не поддаются ионизации, значит они уже являются положительными ионами и в таком виде содержатся в биотопливе. Эти вещества похожи на некоторые красители, такие, как например бриллиантовый зелёный, который входит в состав зелёнки.  

Евгений Николаев, член-корреспондент РАН, профессор Сколтеха, научный руководитель Лаборатории ионной и молекулярной физики МФТИ   комментирует: “Исследование продуктов гидротермального сжижения микроводорослей с помощью масс-спектрометрии имеет важное значение для повышения эффективности производства биотоплива. Дальнейшая работа должна быть сконцентрирована на использовании сортов водорослей с максимально высоким содержанием липидов   и создание таких сортов с использованием генетической модификации. Так мы сможем выбрать из них самое эффективное сырьё для биотоплива.”

 

Последние новости Подмосковья по теме:
МФТИ: Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть

Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть - МФТИ
Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть - Долгопрудный
Исследователи определили состав биотоплива, полученного из микроводорослей Spirulina platensis, с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения.
13:24 21.06.2017 МФТИ
МФТИ: Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть - Долгие Пруды
МФТИ: Топливо из водорослей по составу больше похоже на зелёнку, чем на нефть - Долгопрудный
Исследователи определили состав биотоплива, полученного из микроводорослей Spirulina platensis, с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения.
18:25 20.06.2017 Долгие Пруды
27-метровая ель из Домодедова готовится к отправке в Кремль - Красногорские вестиАнатолий Иванович Качанов, заместитель начальника эксплуатационного управления Управделами президента рассказал нашим коллегам из газеты «Домодедовские вести» о выборе главной ели страны:
15.12.2017 Красногорские вести
Четыре елочных базара открылись в Жуковском - Авиаград ЖуковскийТорговля новогодними елками в подмосковном Жуковском в основном сосредоточена в четырех точках,
15.12.2017 Авиаград Жуковский
О НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ  МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ - Наро-Фоминский районВ период с 16 по 18 декабря на погоду Московского региона будет оказывать влияние активный циклон и связанные с ним атмосферные фронты.
15.12.2017 Наро-Фоминский район
19 декабря 2017 года 15:45-16:15 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
Итоговый муниципальный форум «Управдом» состоялся в Орехово-Зуеве 14 декабря - Орехово-Зуевская правдаМуниципальный форум «Управдом», итоговый в этом году, прошел в Доме культуры на площади Пушкина 14 декабря В нем приняли участие представители городской администрации,
15.12.2017 Орехово-Зуевская правда
Полномочия по контролю за сферой долевого строительства перешли к Главгосстройнадзору Московской области - Долгие ПрудыС 15 декабря полномочия по контролю за долевым строительством в Подмосковье перешли от Министерства строительного комплекса Московской области к Главному управлению государственного строительного надзора Московской области,
15.12.2017 Долгие Пруды
Более 22 тысяч договоров на техприсоединение к газовым сетям заключено с начала 2017 года в Московской области - Серебряно-Прудский вестникКак сообщил заместитель Председателя Правительства Московской области Дмитрий Пестов, с начала 2017 года в Подмосковье заключено свыше 22000 договоров на технологическое присоединение к газораспределительным сетям.
15.12.2017 Серебряно-Прудский вестник
Владимир Путин провел пресс-конференцию для журналистов России - Люберецкая панорамаБольшая пресс-конференция Президента России Владимира Путина прошла в Международном конгресс центре в Москве, сообщает Люберецкое информагентство.
14.12.2017 Люберецкая панорама
Благотворительная акция «Рождественское чудо» стартовала в Щёлкове сегодня, 15 декабря - Газета ВремяВ гипермаркете Globus на открытии акции по сбору подарков для детей с ограниченными возможностями и сирот проводились мастер-классы, работали художники по аквагриму.
15.12.2017 Газета Время
Неизвестные избили журналиста "Радонежья" - КопейкаВ ночь на четверг избили нашего коллегу, журналиста телеканала «Радонежье».
14.12.2017 Копейка
Три человека пострадали в Подмосковье в аварии с автобусом, ВАЗом, фурой и скорой - РТВ-ПодмосковьеАвтобус, легковой автомобиль, скорая помощь и фура столкнулись в посёлке Новый Сергиево-Посадского района Подмосковья, сообщили «Интерфаксу» в Министерстве транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области.
15.12.2017 РТВ-Подмосковье
Сразу несколько автомобилей угнали этой ночью в Сергиевом Посаде - КопейкаСразу несколько автомобилей оказались угнаны этой ночью в Сергиевом Посаде.
15.12.2017 Копейка
Улюкаева приговорили к 8 годам лишения свободы - Подольский рабочий
Улюкаева приговорили к 8 годам лишения свободы
Замоскворецкий суд Москвы приговорил бывшего министра экономического развития России Алексея Улюкаева к восьми годам лишения свободы, признав его виновным в получении взятки.
Подольский рабочий
Шереметьевские таможенники пресекли вывоз российским туристом наркотиков в особо крупном размере - Химские новости
Шереметьевские таможенники пресекли вывоз российским туристом наркотиков в особо крупном размере
При проведении таможенного контроля пассажирского рейса Москва – Бангкок сотрудники Шереметьевской таможни совместно с Отрядом пограничного контроля ФСБ России в международном аэропорту Шереметьево задержали 35 - летнего
Химские новости
Пожарные Химок призывают жителей к осторожному обращению с огнем - Химские новости
Пожарные Химок призывают жителей к осторожному обращению с огнем
В одной из квартир пятиэтажного жилого дома в Химках произошел пожар, причиной которого стало неосторожное обращение с огнем.
Химские новости
Преподаватели детской музыкальной школы из Пушкино взяли Гран-при фестиваля в Дубне - Газета МаякПреподаватели Пушкинской детской музыкальной школы (ДМШ) №1 взяли Гран-при фестиваля-конкурса «Общественная филармония - играют преподаватели», который прошёл в Дубне 10 декабря, сообщается на сайте школы.
15.12.2017 Газета Маяк
В Истре открылся форум «Подмосковье: отдых и туризм» - РТВ-ПодмосковьеВ музейно-выставочном комплексе «Новый Иерусалим» в Истре открылся туристический форум «Подмосковье: отдых и туризм».
14.12.2017 РТВ-Подмосковье
Экспозиция лаковой миниатюры в музее народных художественных промыслов Московской области в селе Федоскино Мытищинского района. - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Ксения Сидорова Поездкой в обычный исторический, краеведческий или археологический музей сегодня мало кого удивишь.
14.12.2017 Правительство Московской области
По Красногорску шагает Новый год - Красногорские вести
По Красногорску шагает Новый год
С каждым годом в Московской области и городском округе Красногорск число проводимых мероприятий для детей и взрослых в новогодние праздники только растет.
Красногорские вести
Пригласительный билет с 15 по 21 декабря - Красногорские вести
Пригласительный билет с 15 по 21 декабря
Мероприятия ДЕТСКИЙ ГОРОДОК «СКАЗОЧНЫЙ» (Красногорск) 15 декабря 15.30 Праздник зимних забав 0+ МОЛОДЁЖНЫЙ ЦЕНТР (Красногорск, ул.
Красногорские вести
Главный зал управления полетом российского сегмента МКС в Центре управления полетами (ЦУП) в Королеве. - Газета Ключ
Необычные экскурсии в Подмосковье: фабрика мороженого и центр управления полетами
Поездкой в обычный исторический, краеведческий или археологический музей сегодня мало кого удивишь.
Газета Ключ
Роман Терюшков: «Новый ФОК в Клину значительно расширит возможности для занятий спортом благодаря своей универсальности» - Химские новостиВ городском округе Клин состоялось открытие нового многофункционального спортивного комплекса.
15.12.2017 Химские новости
Алексей Русских провел Парламентский урок для школьников Черноголовки - КПРФ    13 декабря 2017 года заместитель Председателя Комитета Государственной Думы по транспорту и строительству, член фракции КПРФ Алексей Русских провел Парламентский урок в МОУ СОШ №82 г.о.
14.12.2017 КПРФ
«Химик» не отыграл гандикап в две шайбы - ХК ХимикПродлить серию побед в Нефтекамске не удалось С первых секунд матча «Химик» был вынужден обороняться: нарушение у воскресенцев зафиксировали уже на 31 секунде.
14.12.2017 ХК Химик
В Новогорске открыли «Центр гимнастики Ирины Винер-Усмановой» - Долгие Пруды
В Новогорске открыли «Центр гимнастики Ирины Винер-Усмановой»
14 декабря в Химках открылся уникальный, первый в своем роде спортивно-образовательный кластер «Олимпийская деревня Новогорск».
Долгие Пруды
В Котельниках проходит Открытое первенство по вольной борьбе - Котельники сегодня
В Котельниках проходит Открытое первенство по вольной борьбе
В соревнованиях участвуют дети из Котельников, Дзержинского и Москвы. В спорткомплексе «Котельники» собрались борцы двух возрастных категорий: 2007-2008 и 2009-2010 годов рождения.
Котельники сегодня
Весёлые старты прошли в спорткомплексе "Котельники" - Котельники сегодня
Весёлые старты прошли в спорткомплексе "Котельники"
В спорткомплексе «Котельники» прошёл муниципальный этап спортивных соревнований «Весёлые старты» на призы губернатора Московской области.
Котельники сегодня
27-метровая ель из Домодедова готовится к отправке в Кремль - Красногорские вестиАнатолий Иванович Качанов, заместитель начальника эксплуатационного управления Управделами президента рассказал нашим коллегам из газеты «Домодедовские вести» о выборе главной ели страны:
15.12.2017 Красногорские вести
Четыре елочных базара открылись в Жуковском - Авиаград ЖуковскийТорговля новогодними елками в подмосковном Жуковском в основном сосредоточена в четырех точках,
15.12.2017 Авиаград Жуковский
О НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ  МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ - Наро-Фоминский районВ период с 16 по 18 декабря на погоду Московского региона будет оказывать влияние активный циклон и связанные с ним атмосферные фронты.
15.12.2017 Наро-Фоминский район
19 декабря 2017 года 15:45-16:15 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
Итоговый муниципальный форум «Управдом» состоялся в Орехово-Зуеве 14 декабря - Орехово-Зуевская правдаМуниципальный форум «Управдом», итоговый в этом году, прошел в Доме культуры на площади Пушкина 14 декабря В нем приняли участие представители городской администрации,
15.12.2017 Орехово-Зуевская правда