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
На субботник в Красногорске вышли более 14 тысяч человек - Красногорские вестиВ преддверии празднования Дня Весны и Труда вместе с жителями городского округа Красногорск независимо от организационно-правовой формы на уборку улиц, парков, скверов дворов вышли предприятия и организации округа.
21.04.2018 Красногорские вести
В Истре провели генеральную уборку - Истринские ВСетиОбластной субботник в Истре собрал неравнодушных жителей вместе, чтобы сделать генеральную уборку в своем городе Всем, кто трудился в городском парке Истры, на улице Ленина и на других площадках,
21.04.2018 Истринские ВСети
Губернатор Подмосковья осмотрел Архангельскую врачебную лабораторию - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев Губернатор Московской области Андрей Воробьев в субботу осмотрел Архангельскую врачебную лабораторию,
21.04.2018 Правительство Московской области
Молодожены - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Виктор Анашкин Самой спортивной невесте фестиваля «Невесты Подмосковья», который пройдет на трех площадках в Подольске 19 мая, вручат корону,
22.04.2018 Правительство Московской области
Общеобластной субботник пройдет в Подмосковье 21 апреля - Газета Маяк© Пресс-служба администрации Котельников Активных жителей Подмосковья приглашают принять участие в общеобластном субботнике, который пройдет во всех муниципалитетах 21 апреля,
21.04.2018 Газета Маяк
В Подмосковье ожидается штормовой ветер и дождь - Котельники сегодняВ субботу, 21 апреля, на территории Московской области ожидается штормовой ветер и дождь.
20.04.2018 Котельники сегодня
Дерево - Вокруг МосквыДорожные службы Московской области успешно ликвидируют последствия урагана, обрушившегося на регион в субботу, 21 апреля.
22.04.2018 Вокруг Москвы
Андрей Иванов дал старт общеобластному субботнику в городском поселении Заречье - Новые рубежиРанним утром субботы около 350 жителей вышли на улицы, чтобы привести свой двор в порядок после зимы.
21.04.2018 Новые рубежи
Поздравление О.В. Жолобова с Праздником труда - KolomnaOnline.RuДорогие коломенцы! С Праздником труда Подмосковья! В этом году впервые официально отмечается Праздник труда Подмосковья (подмосковный субботник).
21.04.2018 KolomnaOnline.Ru
В Рузском округе ураганом снесло крышу с магазина - Красное знамяКак сообщают наши корреспонденты, ураганом снесло крышу с магазина "Пятерочка" на Беляной Горе, а в санатории Дорохово электрический столб упал на выездные ворота.
22.04.2018 Красное знамя
Последствия сильного урагана в Рузском округе - Красное знамяДорога Руза - Можайск Автор: Сергей Шапкин
21.04.2018 Красное знамя
Субботний ураган оставил без света Истру на четыре часа - Истринские ВСетиЕго последствия устраняют коммунальные службы округа Как сообщается на сайте администрации г. о. Истра, на территории городского округа Истра задействовано в устранении последствий погодных условий 121 человек,
22.04.2018 Истринские ВСети
34 ДТП с материальным ущербом и один пострадавший - Копейка
34 ДТП с материальным ущербом и один пострадавший
За период, с 13 по 20 апреля текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 34 ДТП с материальным ущербом,
Копейка
Одна ночь потребовалась энергетикам, чтобы восстановить электроснабжение в Подмосковье - Люберецкая панорама
Одна ночь потребовалась энергетикам, чтобы восстановить электроснабжение в Подмосковье
ЛЮБЕРЦЫ. 22 апр. INLUBERTSY.RU - Одна ночь потребовалась энергетикам, чтобы восстановить электроснабжение потребителей по линиям электропередач 6-10 кВ на востоке и западе Подмосковья, нарушенное мощнейшим грозовым фронтом,
Люберецкая панорама
Труп мужчины, зарубленного лопатой, обнаружили в Пушкинском районе - Газета Маяк
Труп мужчины, зарубленного лопатой, обнаружили в Пушкинском районе
© РИАМО, Николай Корешков Мертвого человека нашли в Пушкинском районе Подмосковья, материалы по данному инциденту переданы следователям, сообщил РИАМО в воскресенье дежурный офицер регионального главка МВД России.
Газета Маяк
Неюбилейная встреча  - Красное знамяЧитальный зал Тучковской библиотеки 14 апреля на несколько часов превратился в кафе-выставку, где собралось несколько поколений литклуба имени Н. Дмитриева.
22.04.2018 Красное знамя
Олег Табаков и Сергиев Посад - КопейкаНе проходит горечь утраты одного из любимых актеров нашего кино, художественного руководителя и директора МХАТа, основателя и руководителя Московского театра «Табакерка».
22.04.2018 Копейка
Пейзажи с луговыми цветами и храмами представил художник Федулов на выставке в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правдаЮбилейная персональная выставка «На красоту земля моя щедра» заслуженного художника России Владимира Федулова открылась в городском выставочном зале Орехово-Зуева 20 апреля, прекрасные русские пейзажи с луговыми цветами,
21.04.2018 Орехово-Зуевская правда
На самой высокой ноте - Красногорские вести
На самой высокой ноте
На счастливой, вдохновенной творческой ноте закончили учебный год воспитанники музыкального отделения Нахабинской школы искусств.
Красногорские вести
«Библионочь» прошла в Ступине - Ступинская панорама
«Библионочь» прошла в Ступине
Ступинское информагентство, Сергей Демянюк 21 апреля в Центральной библиотеке города Ступино состоялась ежегодная акция в поддержку чтения «Библионочь».
Ступинская панорама
Конфискованные произведения искусства из коллекции коррупционера переданы в МВК «Новый Иерусалим» - Красногорские вести
Конфискованные произведения искусства из коллекции коррупционера переданы в МВК «Новый Иерусалим»
Тринадцать полотен знаменитых художников и 71 раритетное издание, среди которых собрания сочинений Л.Н.
Красногорские вести
Дерево - Вокруг МосквыДорожные службы Московской области успешно ликвидируют последствия урагана, обрушившегося на регион в субботу, 21 апреля.
22.04.2018 Вокруг Москвы
Реконструкция первого российского матча на родине российского футбола состоится 19 мая - Орехово-Зуевская правдаВ этом году в Орехово-Зуево будет праздноваться День рождения первой футбольной команды, в рамках которого пройдет реконструкция матча 1887 года Все мы гордимся тем, что Орехово-Зуево - родина российского футбола.
22.04.2018 Орехово-Зуевская правда
Юные каратисты из Пушкинского района стали призерами первенства в Балашихе - Газета Маяк© предоставлено спортивным клубом «Хидза» Юные спортсмены из Пушкинского района стали призерами первенства по шинкиокушинкай карате в Балашихе 21 апреля,
22.04.2018 Газета Маяк
Зарайские инвалиды покажут ловкость и упорство - За новую жизнь
Зарайские инвалиды покажут ловкость и упорство
Как сообщила специалист по соцвопросам СЦО «Рябинушка» Марина Михеева, идут последние приготовления к спартакиаде «Сильные духом» для зарайских инвалидов и пенсионеров.
За новую жизнь
Анонс спортивных мероприятий на неделю - За новую жизнь
Анонс спортивных мероприятий на неделю
ВО ДВОРЦЕ СПОРТА «ЗАРАЙСК» СОСТОЯТСЯ: — 24 АПРЕЛЯ С 10 ЧАСОВ —  спартакиада «Сильные духом» среди граждан пожилого возраста и людей с ограниченными возможностями;
За новую жизнь
«Зоркий» в Калуге упустил ничью - Красногорские вести
«Зоркий» в Калуге упустил ничью
Футбольный клуб «Зоркий» матч 20-го тура первенства России по футболу 2017–2018 гг.
Красногорские вести
На субботник в Красногорске вышли более 14 тысяч человек - Красногорские вестиВ преддверии празднования Дня Весны и Труда вместе с жителями городского округа Красногорск независимо от организационно-правовой формы на уборку улиц, парков, скверов дворов вышли предприятия и организации округа.
21.04.2018 Красногорские вести
В Истре провели генеральную уборку - Истринские ВСетиОбластной субботник в Истре собрал неравнодушных жителей вместе, чтобы сделать генеральную уборку в своем городе Всем, кто трудился в городском парке Истры, на улице Ленина и на других площадках,
21.04.2018 Истринские ВСети
Губернатор Подмосковья осмотрел Архангельскую врачебную лабораторию - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев Губернатор Московской области Андрей Воробьев в субботу осмотрел Архангельскую врачебную лабораторию,
21.04.2018 Правительство Московской области
Молодожены - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Виктор Анашкин Самой спортивной невесте фестиваля «Невесты Подмосковья», который пройдет на трех площадках в Подольске 19 мая, вручат корону,
22.04.2018 Правительство Московской области
Общеобластной субботник пройдет в Подмосковье 21 апреля - Газета Маяк© Пресс-служба администрации Котельников Активных жителей Подмосковья приглашают принять участие в общеобластном субботнике, который пройдет во всех муниципалитетах 21 апреля,
21.04.2018 Газета Маяк