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
Познавательная игра «Три символа на фоне истории» прошла в Коробовской библиотеке 22 августа   - Ленинская ШатураНациональный флаг - отличительный знак государства. Он символизирует единство страны и ее независимость от других государств.
23.08.2017 Ленинская Шатура
День Государственного флага России в Долгопрудном - Администрация г.ДолгопрудныйДолгопрудный вместе со всей страной отметил День Государственного флага России.
23.08.2017 Администрация г.Долгопрудный
Партийцы Коломны приняли участие в легкоатлетическом пробеге - Единая РоссияВ Коломне в очередной раз прошли мероприятия, посвященные празднованию Дня Государственного флага Российской Федерации Открыл легкоатлетический пробег и поприветствовал участников секретарь местного отделения партии «
23.08.2017 Единая Россия
Домодедовские единороссы раздали триколоровские ленты жителям городского округа Домодедово в честь Дня Государственного флага РФ - Единая РоссияАктивисты партии «Единая Россия» в рамках партийного проекта «Историческая память» провели акцию «Немеркнущие символы России» Акция организована членами местного отделения партии «Единая Россия» и крупнейшей в округе
23.08.2017 Единая Россия
Губернатор осмотрел новую лингвистическую гимназию в Мытищах - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев Губернатор Московской области Андрей Воробьев осмотрел лингвистическую гимназию № 33 в микрорайоне Новое Медведково Мытищ,
23.08.2017 Правительство Московской области
Очередные "Антимусорные рейды" прошли в Подмосковье в среду - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 24 августа. INLUBERTSY.RU - 23 августа прошли очередные "Антимусорные рейды" по пресечению несанкционированного выброса мусора в лесах Московской области,
24.08.2017 Люберецкая панорама
До конца 2017 года планируют открыть школы искусств... - Наро-Фоминский районВ городском округе Наро-Фоминск и Ленинском районе Московской области до конца 2017 года планируют открыть школы искусств, сообщила официальному порталу правительства Московской области министр культуры региона Оксана Косарева.
23.08.2017 Наро-Фоминский район
Погода в Люберцах резко испортилась - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ.23 августа.INLUBERTSY.RU -  Погода в Московском регионе резко испортилась,  и 23 августа синоптики прогнозируют дожди, грозы и сильный ветер, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на городской сайт ИнфоЛюберцы.
23.08.2017 Люберецкая панорама
Вместе против свалок в Рузском округе - Красное знамяВ нашем округе, как и во всем регионе, ведется борьба с несанкционированными свалками.
21.08.2017 Красное знамя
Пьяная женщина погибла под колесами электропоезда - ТК КварцЭлектропоезд сбил женщину. Происшествие случилось в 400 метрах от станции Лобня  Савеловского направления Московской железной дороги, сообщили в Московском межрегиональном следственном управлении на транспорте СК РФ.
23.08.2017 ТК Кварц
Погода в Люберцах резко испортилась - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ.23 августа.INLUBERTSY.RU -  Погода в Московском регионе резко испортилась,  и 23 августа синоптики прогнозируют дожди, грозы и сильный ветер, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на городской сайт ИнфоЛюберцы.
23.08.2017 Люберецкая панорама
Велосипед украли с улицы Гудкова - Авиаград ЖуковскийВелосипед похитили из подъезда одного из домов по улице Гудкова в подмосковном Жуковском, сообщил 23 августа инспектор по связям со СМИ городского отдела МВД Артем Куликов.
23.08.2017 Авиаград Жуковский
Специалисты 22 августа ликвидировали единственный в Подмосковье за прошедшие сутки лесной пожар - Серп и Молот
Специалисты 22 августа ликвидировали единственный в Подмосковье за прошедшие сутки лесной пожар
Специалисты 22 августа ликвидировали единственный в Подмосковье за прошедшие сутки лесной пожар, который произошел в подмосковном Орехово-Зуеве, говорится в сообщении-пресс-службы комитета лесного хозяйства Московской области.
Серп и Молот
Фанаты сериала «Игра престолов» в Подмосковье дают дочерям имена Арья и Эллария - Красное знамя
Фанаты сериала «Игра престолов» в Подмосковье дают дочерям имена Арья и Эллария
Фото: kinopoisk.ru Поклонники «Игры престолов» в Подмосковье дают своим новорожденным дочкам имена в честь героинь сериала Арьи и Элларии, девочки с такими необычными именами подрастают в Сергиевом Посаде, Мытищах, Королеве,
Красное знамя
Разыскиваются свидетели ДТП во Фрязине - Газета Время
Разыскиваются свидетели ДТП во Фрязине
Автомобили марки Mercedes-Benz и «ВАЗ-2114» столкнулись ночью 9 мая на 10 км автодороги Щёлково – Фряново.
Газета Время
Тринадцать фактов из жизни Коломны и Коломенского района - Коломенская правдаОБРАЗОВАНИЕ .  В комнате 131 администрации города 24 августа состоится приём граждан по вопросам подготовки к новому учебному году.
23.08.2017 Коломенская правда
Партийцы Коломны приняли участие в легкоатлетическом пробеге - Единая РоссияВ Коломне в очередной раз прошли мероприятия, посвященные празднованию Дня Государственного флага Российской Федерации Открыл легкоатлетический пробег и поприветствовал участников секретарь местного отделения партии «
23.08.2017 Единая Россия
До конца 2017 года планируют открыть школы искусств... - Наро-Фоминский районВ городском округе Наро-Фоминск и Ленинском районе Московской области до конца 2017 года планируют открыть школы искусств, сообщила официальному порталу правительства Московской области министр культуры региона Оксана Косарева.
23.08.2017 Наро-Фоминский район
Зачем потревожили мощи Святителя - Копейка
Зачем потревожили мощи Святителя
В 1939 году проведена эксгумация митрополита Московского Филарета на территории Троице-Сергиевой лавры Красный уголок на могиле На территории Троице-Сергиевой лавры в советское время было произведено несколько вскр
Копейка
В Коломне прошёл конкурс казачьих ансамблей - Коломенская правда
В Коломне прошёл конкурс казачьих ансамблей
Фото: Екатерина Устинова Эдуард ЭЙСМОНТ, товарищ атамана Центра развития казачества: - Любые фестивали и конкурсы способствуют развитию казачьей культуры и самобытности.
Коломенская правда
В память преподобного Саввы Сторожевского в Звенигороде состоялся традиционный крестный ход - Звенигородские ведомости
В память преподобного Саввы Сторожевского в Звенигороде состоялся традиционный крестный ход
22 августа состоялся традиционный крестный ход от храма блгв. кн. Александра Невского в Саввино-Сторожевский монастырь.
Звенигородские ведомости
«Витязь» стартовал в Москве - ТК КварцФото: Алексей Каташонов В Москве в Ледовом дворце ВТБ «Витязь» стартовал в чемпионате КХЛ матчем со столичным «Динамо» Счет забитым голам в новом сезоне открыл капитан подольских богатырей Алексей Семенов.
23.08.2017 ТК Кварц
Вторая за неделю встреча с ярославским «Шинником» состоялась сегодня на поле СК «Новые Химки» в рамках 1/32 финала Олимп – Кубка России по футболу.
23.08.2017 ФК Химки
Что сказали тренеры - ХК ВитязьНа пресс-конференции после матча «Динамо» Москва – «Витязь» Подмосковье (4:3 буллиты) главные тренеры Владимир Воробьев «Динамо» и Валерий Белов «Витязь» поделились впечатлениями о стартовом матче чемпионата КХЛ.
24.08.2017 ХК Витязь
Спорт и строительство – рядом друг с другом - Егорьевский Курьер
Спорт и строительство – рядом друг с другом
№ 33 от 16 августа 2017 г. И не только на календаре праздничных дат В минувшую субботу в России отмечался День физкультурника, а в воскресенье – День строителя.
Егорьевский Курьер
Семинар для волонтеров прошел в ДС "Олимийский" - Чехов сегодня
Семинар для волонтеров прошел в ДС "Олимийский"
Министерство физической культуры и спорта Московской области провело семинар для волонтеров города Чехов и городского округа Серпухов.
Чехов сегодня
«Звенигородское дерби» закончилось в пользу «Звезды» - Звенигородские ведомости
«Звенигородское дерби» закончилось в пользу «Звезды»
В матче 14 тура Первенства Московской области среди мужских команд ФК «Звезда» встречалась с ФК «Смерч».
Звенигородские ведомости
Познавательная игра «Три символа на фоне истории» прошла в Коробовской библиотеке 22 августа   - Ленинская ШатураНациональный флаг - отличительный знак государства. Он символизирует единство страны и ее независимость от других государств.
23.08.2017 Ленинская Шатура
День Государственного флага России в Долгопрудном - Администрация г.ДолгопрудныйДолгопрудный вместе со всей страной отметил День Государственного флага России.
23.08.2017 Администрация г.Долгопрудный
Партийцы Коломны приняли участие в легкоатлетическом пробеге - Единая РоссияВ Коломне в очередной раз прошли мероприятия, посвященные празднованию Дня Государственного флага Российской Федерации Открыл легкоатлетический пробег и поприветствовал участников секретарь местного отделения партии «
23.08.2017 Единая Россия
Домодедовские единороссы раздали триколоровские ленты жителям городского округа Домодедово в честь Дня Государственного флага РФ - Единая РоссияАктивисты партии «Единая Россия» в рамках партийного проекта «Историческая память» провели акцию «Немеркнущие символы России» Акция организована членами местного отделения партии «Единая Россия» и крупнейшей в округе
23.08.2017 Единая Россия
Губернатор осмотрел новую лингвистическую гимназию в Мытищах - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев Губернатор Московской области Андрей Воробьев осмотрел лингвистическую гимназию № 33 в микрорайоне Новое Медведково Мытищ,
23.08.2017 Правительство Московской области