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
С Днем защитника Отечества! - Газета СенежС праздником солнечногорцев поздравляют губернатор Московской области Андрей Воробьев, глава Солнечногорского района Андрей Чураков, депутат Государственной думы Мартин Шаккум, депутат Мособлдумы Сергей Юдаков,
22.02.2018 Газета Сенеж
Андрей Голубев поздравил жителей городского округа Ступино с Днём защитника Отечества - Ступинская панорамаДорогие земляки, дорогие товарищи генералы, офицеры и солдаты, дорогие наши ветераны!
23.02.2018 Ступинская панорама
Накануне 23 февраля в Электростали прошел пожарно-спасательный флэшмоб - Газета Новости неделиНакануне Дня защитника Отечества сотрудники МЧС провели акцию для школьников и жителей города.
22.02.2018 Газета Новости недели
Губернатор открыл мероприятие в честь Дня защитника Отечества - Шаховские вестиГубернатор Московской области Андрей Воробьев открыл мероприятие, посвященное Дню защитника Отечества.
22.02.2018 Шаховские вести
Malcho: Про Черневскую горку - Krasnogorsk.InfoНепосредственно стройка на Черневской горке началась в конце весны 2017-го, и не прекращалась ни на минуту.
24.02.2018 Krasnogorsk.Info
24 февраля 2018 года утром в кабине автомобиля c грузовым полуприцепом, припаркованном на территории складских помещений в деревне Новоселки Чеховского района, обнаружена тела трёх мужчин без признаков насильственной смерти.
24.02.2018 Следственный комитет
Соковиков - Павлово-Посадские известияС Днём защитника Отечества павловопосадцев поздравляют губернатор Московской области Андрей Воробьёв, депутат Московской областной думы Линара Самединова и глава г.о.
23.02.2018 Павлово-Посадские известия
Губернатор и делегация Подмосковья возложили цветы к Могиле Неизвестного Солдата - Красногорские вестиГубернатор Андрей Воробьев и подмосковная делегация приняли участие в церемонии возложения венков и цветов к Могиле Неизвестного Солдата и почтили память павших в битве под Москвой минутой молчания,
23.02.2018 Красногорские вести
Около 5 тыс. спортсменов стали участниками фестиваля единоборств в Пушкино - Газета Маяк© Вера Яковлева, Пушкинское информагентство Около 5 тысяч спортсменов стали участниками VIII фестиваля спортивных единоборств и боевых искусств «Кубок равноапостольного Николая Японского»,
24.02.2018 Газета Маяк
Лобовое на автодороге Сергиев Посад-6 – Лоза и другие ДТП - КопейкаЗа период, с 16 по 23 февраля текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 58 ДТП с материальным ущербом, а также одно происшествие в котором пострадал  человек.
24.02.2018 Копейка
Андрею Трофимову сожгли автомобиль - КопейкаЖурналисту Андрею Трофимову сожгли автомобиль. Полностью выгорел моторный отсек, частично пострадал салон.
24.02.2018 Копейка
Розыск! Пропал мужчина! - КопейкаОРИЕНТИРОВКА УМВД России по Сергиево-Посадскому району разыскивается без вести пропавший Бердников Евгений Игоревич , 14.03.1989 г.р., уроженец г. Загорск, зарегистрированный и проживающий по адресу: Московская область,
24.02.2018 Копейка
С Днём защитника Отечества!  - Красное знамя
С Днём защитника Отечества! 
Уважаемые жители Подмосковья!  Для нашей страны, для нашего Подмосковья – это особый праздник.
Красное знамя
Житель Рузского округа получил ожоги в результате пожара в квартире - Красное знамя
Житель Рузского округа получил ожоги в результате пожара в квартире
Вечером того же дня на пульт 01 поступил вызов в село Покровское. Дым шел из комнаты в квартире на первом этаже одного из домов по улице Комсомольской.
Красное знамя
21 февраля в большом спортивном зале спортклуба «Кашира» имени Н.П.Елисеева прошел традиционный смотр строя и песни, посвященный Дню защитника Отечества.
24.02.2018 Общественная палата МО
Губернатор и делегация Подмосковья возложили цветы к Могиле Неизвестного Солдата - Красногорские вестиГубернатор Андрей Воробьев и подмосковная делегация приняли участие в церемонии возложения венков и цветов к Могиле Неизвестного Солдата и почтили память павших в битве под Москвой минутой молчания,
23.02.2018 Красногорские вести
Региональный праздник «Проводы русской зимы» прошел в Рузском округе - Красное знамяРузский округ стал местом проведения регионального праздника «Проводы русской зимы» для сотрудников полиции и членов их семей.
24.02.2018 Красное знамя
На липецких татами - Новые рубежи
На липецких татами
Всероссийские соревнования по каратэ «Кубок Петра Великого» прошли в городе Липецк ФОТО ИЗ АРХИВА ДЮСШ «ГОРКИ-10» Эти соревнования проводятся под эгидой Федерации каратэ России в соответствии с Единым календарным п
Новые рубежи
Шедевры от выпускников художественных школ г.о. Красногорск - Красногорские вести
Шедевры от выпускников художественных школ г.о. Красногорск
В картинной галерее ДК «Подмосковье» открылась традиционная выставка дипломных работ выпускников художественных школ.
Красногорские вести
Краевед Юрий Никандров о музее К.Васильева в Москве - Коломенская правда
Краевед Юрий Никандров о музее К.Васильева в Москве
Знатоки коломенской истории знают, что в конце прошлого века в Коломне загорелись идеей создать музей художника Константина Васильева.
Коломенская правда
Ждем «перезагрузку» в Воскресенске - ХК Химик«Химик» не добыл побед в Санкт-Петербурге После упорного матча на старте серии, воскресенский болельщик вправе был рассчитывать, что «Химик» даст серьезный бой фавориту противостояния в этой паре.
24.02.2018 ХК Химик
Три медали на двоих - Федерация бадминтона МОТри медали на двоих Коломенские бадминтонистки триумфально выступили на личном первенстве Европы С 16 по 18 февраля 2018 года в Казани проходило личное первенство Европы по бадминтону среди спортсменов до 15 лет.
24.02.2018 Федерация бадминтона МО
Вячеслав Козлов, главный тренер "Химика": – Удаления сломали игру сегодня.
24.02.2018 ХК Химик
Ледяная вода для хвори – беда - Красногорские вести
Ледяная вода для хвори – беда
В городском округе Красногорск празднование Дня защитника Отечества проходило на многочисленных площадках.
Красногорские вести
Афиша мероприятий с 23 февраля по 1 марта - Красногорские вести
Афиша мероприятий с 23 февраля по 1 марта
КУЛЬТУРА ДК «ПОДМОСКОВЬЕ» 23 февраля «Любовь – не картошка, не выбросишь 19.00.
Красногорские вести
О чём говорят женщины - Красногорские вести
О чём говорят женщины
23 февраля в нашей стране отмечается День защитника Отечества. Накануне этой даты корреспонденты «КВ» выяснили, какие качества в мужчинах представительницы слабого пола ценят больше всего, и, конечно же,
Красногорские вести
С Днем защитника Отечества! - Газета СенежС праздником солнечногорцев поздравляют губернатор Московской области Андрей Воробьев, глава Солнечногорского района Андрей Чураков, депутат Государственной думы Мартин Шаккум, депутат Мособлдумы Сергей Юдаков,
22.02.2018 Газета Сенеж
Андрей Голубев поздравил жителей городского округа Ступино с Днём защитника Отечества - Ступинская панорамаДорогие земляки, дорогие товарищи генералы, офицеры и солдаты, дорогие наши ветераны!
23.02.2018 Ступинская панорама
Накануне 23 февраля в Электростали прошел пожарно-спасательный флэшмоб - Газета Новости неделиНакануне Дня защитника Отечества сотрудники МЧС провели акцию для школьников и жителей города.
22.02.2018 Газета Новости недели
Губернатор открыл мероприятие в честь Дня защитника Отечества - Шаховские вестиГубернатор Московской области Андрей Воробьев открыл мероприятие, посвященное Дню защитника Отечества.
22.02.2018 Шаховские вести
24 февраля 2018 года утром в кабине автомобиля c грузовым полуприцепом, припаркованном на территории складских помещений в деревне Новоселки Чеховского района, обнаружена тела трёх мужчин без признаков насильственной смерти.
24.02.2018 Следственный комитет