Новости города БезФормата.Ru
Долгопрудный
Главные новости
 
Задать вопрос?

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

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 учёных из Сколтеха , Института энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе РАН , Института 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 отличие 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.

 



Рисунок 1: водоросли Spirulina platensis, источник: https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Arthrospira_platensis

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 большое количество воды. Для коммерческого применения нужен был новый, более эффективный метод. И такой метод придумали — это так называемое гидротермальное сжижение: мокрую биомассу нагревают до температуры выше 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.  

 



Рисунок 2: масс-спектры жидкой фракции (вверху) и твёрдой фракции (внизу)

Учёные исследовали с помощью масс-спектрометрии биотопливо, полученное из водорослей Spirulina platensis. В процессе гидротермального сжижения все вещества с температурой кипения менее 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.

 



Рисунок 3: в ядре дейтерия, или тяжёлого водорода, кроме протона есть нейтрон, который влияет на массу, но не на заряд

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.

 

Комментирует Евгений Николаев , член-корреспондент РАН, профессор Сколтеха, научный руководитель Лаборатории ионной и молекулярной физики МФТИ: « 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 создании таких сортов с использованием генетической модификации. Так мы сможем выбрать из них самое эффективное сырьё для биотоплива».

Последние новости Подмосковья по теме:
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
Глава Подольска отменил решение о переезде вечерней школы в здание школы №27 - ТК КварцНакануне завершилось совещание в городской администрации по обращению инициативной группы родителей учеников школы №27.
17.08.2017 ТК Кварц
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад - Павлово-Посадские известияГотовность лицея №2, школы №5 и школы-интерната к новому учебному году, а также качество школьного питания оценили участники объезда, который возглавил глава городского округа Павловский Посад Олег Соковиков.
16.08.2017 Павлово-Посадские известия
Казаки на репетиции парада Победы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Участники заседания постоянной рабочей группы совета по делам казачества Московской области,
16.08.2017 Правительство Московской области
Глава Химок проверил готовность школ к новому учебному году - РТВ-ПодмосковьеГлава Химок Дмитрий Волошин проверил готовность школ муниципалитета к новому учебному году.
16.08.2017 РТВ-Подмосковье
Химкинские сторонники Партии проверили подготовку к учебному году лицея № 12 - Единая РоссияМуниципальное учреждение образования готово принять учеников Сегодня сторонники Партии проверили готовность к новому учебному году муниципального образовательного учреждения Лицей № 12.
16.08.2017 Единая Россия
ДК «Мечта» подарил сельским детям «Летнее настроение» - Чехов сегодняПодходят к концу летние каникулы, но сотрудники ДК «Мечта» с.Дубна намерены радовать детей до начала занятий в школе.
16.08.2017 Чехов сегодня
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба - Пущинская средаЗвёздное небо – такое далёкое и манящее, такое загадочное и открытое. Люди издревле наблюдают за красотой ночных светил, пытаясь найти ответы на тысячи вопросов.
16.08.2017 Пущинская среда
Строительство школы в микрорайоне №17А - Мытищинский районВ рамках строительного дня 16 августа глава г.о. Мытищи Виктор Азаров провёл выездное совещание по вопросу строительства гимназии №33 в микрорайоне №17А на проспекте Астрахова.
16.08.2017 Мытищинский район
Химкинские сторонники Партии  проверили подготовку к учебному году лицея № 12 - Единая Россия ХимкиСегодня сторонники Партии проверили готовность к новому учебному году муниципального образовательного учреждения Лицей № 12.
16.08.2017 Единая Россия Химки
Казаки на репетиции парада Победы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Участники заседания постоянной рабочей группы совета по делам казачества Московской области,
16.08.2017 Правительство Московской области
Первый кубок выпускников МФТИ по парусному спорту - МФТИ2 сентября при поддержке администрации МФТИ, Физтех-Союза и Ассоциации студенческого парусного спорта состоится Первый кубок выпускников МФТИ по парусному спорту.
17.08.2017 МФТИ
Глава Подольска отменил решение о переезде вечерней школы в здание школы №27 - ТК КварцНакануне завершилось совещание в городской администрации по обращению инициативной группы родителей учеников школы №27.
17.08.2017 ТК Кварц
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба - Пущинская среда
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба
Звёздное небо – такое далёкое и манящее, такое загадочное и открытое. Люди издревле наблюдают за красотой ночных светил, пытаясь найти ответы на тысячи вопросов.
Пущинская среда
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад - Павлово-Посадские известия
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад
Готовность лицея №2, школы №5 и школы-интерната к новому учебному году, а также качество школьного питания оценили участники объезда, который возглавил глава городского округа Павловский Посад Олег Соковиков.
Павлово-Посадские известия
Почти 30 детских садов Одинцовского района отремонтируют к новому учебному году - Новые рубежи
Почти 30 детских садов Одинцовского района отремонтируют к новому учебному году
Фото: Пресс-служба администрации Одинцовского муниципального района Партийный контроль за проведением работ осуществляется в рамках проекта «Детские сады - детям» К новому учебному году в Одинцовском районе отремон
Новые рубежи
Сотрудниками полиции УМВД России по Дмитровскому району задержаны двое жителей Московской области в возрасте 35 и 40 лет, подозреваемых в совершении серии краж из частных домов.
17.08.2017 МВД Московской области
9 пожаров произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, в области произошло 9 пожаров: 9 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
21 ДТП произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, на дорогах Московской области произошло 21 дорожно-транспортных происшествия, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной - Копейка
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной
За период, с 4 по 11 августа текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 115 ДТП с материальным ущербом,  а также три происшествия,
Копейка
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество - Орехово-Зуевская правда
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество
Орехово-Зуевский городской суд Московской области вынес обвинительный приговор по уголовному делу в отношении 8 местных жителей за то, что они используя подложные документы, завладели пятью квартирами, расположенными в Орехово-Зуеве,
Орехово-Зуевская правда
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД… - Дмитровский вестник
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД…
В минувшие выходные в Подмосковье на федеральных трассах был отмечен резкий всплеск ДТП с летальными исходами: погибло 18 чело-век, в том числе и дети… Ольга Ефимова - К счастью, на дорогах,
Дмитровский вестник
Люберецкие журналисты побывали на пресс-конференции у главы минимущества МО - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 16 августа. INLUBERTSY.RU - Люберецкие журналисты приняли участие в пресс-конференции у главы минимвущества МО Андрея Аверкиева, которая состоялась 16 августа в агентстве Интерфакс, сообщает Люберецкое информагентство.
16.08.2017 Люберецкая панорама
Выставка «Кружева плету» будет работать в Подольске до 10 сентября - Подольский рабочийВыставка под названием «Кружева плету» открылась в Подольском выставочном зале 11 августа, на ней представлено 47 произведений, созданных в старинной и редкой технике коклюшечного кружева.
17.08.2017 Подольский рабочий
Строителей наградили в Подмосковье - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области Торжественное мероприятие, посвященное Дню строителя и 60-летию создания строительной индустрии Московской области, прошло 16 августа в доме правительства Подмосковья,
16.08.2017 Правительство Московской области
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг - За новую жизнь
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг
В Московской области 10 августа началась общественная проверка качества услуг 364 учреждений культуры, по итогам которой будет сформирован рейтинг, сообщает пресс-служба министерства культуры Подмосковья.
За новую жизнь
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ - Долгие Пруды
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ
Уникальный спектакль о жизни первых дирижаблистов ждет долгопрудненцев в новом театральном сезоне Пока жители Долгопрудного наслаждаются последними летними днями,
Долгие Пруды
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде
В последние годы под Звенигородом было обнаружено и изучено несколько типов археологических памятников, относящихся к разным эпохам: мезолитические и неолитические стоянки, поселения эпохи бронзового века,
Звенигородские ведомости
Двукратную чемпионку мира Марию Ласицкене встретили в аэропорту после ЧМ - Городские вестиТоржественный приём устроили подмосковной легкоатлетке Марии Ласицкене болельщики и журналисты в аэропорту Шереметьево.
16.08.2017 Городские вести
P1190138 - Администрация г.Орехово-ЗуевоВ рамках создания комфортной для жителей современной городской среды проводится благоустройство Центрального бульвара.
16.08.2017 Администрация г.Орехово-Зуево
Мост через реку - Правительство Московской областиИсточник: Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Ход строительства моста через Волгу в Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков,
17.08.2017 Правительство Московской области
Зарайские футболисты проиграли чеховцам - За новую жизнь
Зарайские футболисты проиграли чеховцам
12 августа, в День рождения городского округа Зарайск, на районном стадионе прошли игры чемпионата Московской области среди мужских команд.
За новую жизнь
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правда
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве
В рамках благоустройства Центрального бульвара в Орехово-Зуеве установили две топиарные фигуры: у здания загса — в виде сердца с голубями, на площадке неподалеку — футбольный мяч,
Орехово-Зуевская правда
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков - Долгие Пруды
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков
Ход строительства моста через р. Волга в подмосковной Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков.
Долгие Пруды
Все избирательные участки в Подмосковье готовы принять избирателей с инвалидностью - Ступинская панорамаИзбирательные участки в Подмосковье оборудованы для избирателей с ограниченными возможностями здоровья.
17.08.2017 Ступинская панорама
Пешеходную зону в Рузе планируют построить в 2018 году - Красное знамяФото: РИАМО, Анастасия Осипова Работы по строительству второй очереди пешеходной зоны в Рузе будут завершены в 2018 году, говорится в сообщении пресс-службы городской администрации.
17.08.2017 Красное знамя
Почти 811 тысяч жителей Подмосковья охвачено диспансеризацией с начала 2017 года - Лотошинский районС начала 2017 года диспансеризацией охвачено 810 743 жителя Подмосковья, на 112 тысяч человек больше числа обследованных за аналогичный период 2016 года,
17.08.2017 Лотошинский район
JPG Файл - МВД Московской области12 августа сотрудники ОМВД России по Чеховскому району в оздоровительном лагере «Звездочка» провели акцию «Зарядка со стражем порядка», приуроченную к Всероссийскому Дню физкультурника.
17.08.2017 МВД Московской области
Борьба с борщевиком в Подмосковье продолжается - Министерство сельского хозяйства МОЭффект в борьбе с борщевиком будет достигнут только тогда, когда и сельхозпроизводители, и дорожники, и местная администрация объединяться и начнут обрабатывать свои территории.
17.08.2017 Министерство сельского хозяйства МО