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
И.о. ректора МГИК Арсений Станиславович Миронов прочтет для первокурсников вуза курс лекций на тему «Основы культурной политики Российской Федерации» - МГИК    В 2017/18 учебном году студенты первого курса получили возможность напрямую общаться с главой института.
22.09.2017 МГИК
Всемирный день мира - Администрация Воскресенского района21 сентября обучающиеся 1Б и 6Б классов школы №20 приняли участие в ежегодной акции «Миру-мир!
22.09.2017 Администрация Воскресенского района
И.И. Баврин окончил физико-математический факультет Московского областного педагогического института (МОПИ) имени Н.К.
22.09.2017 МГОУ
_DSC0285.JPG - Администрация г. ДомодедовоВ городском парке культуры и отдыха «Ёлочки» педагоги Дома детского творчества «Лира» совместно с отделом воспитательной работы Управления образования, инспекторами ДПС ОГИБДД УМВД России по городскому округу Домодедово,
22.09.2017 Администрация г. Домодедово
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе - Газета КлючЗдесь торжественно открыли автогородок, а школьников ждали интересные конкурсы в рамках мероприятия «Безопасное колесо».
22.09.2017 Газета Ключ
Администрация горокруга Шаховская держит под контролем вопросы организации питания детей - Шаховские вестиАдминистрация округа держит под контролем вопросы организации питания детей в детских садах и школах.
22.09.2017 Шаховские вести
Нужен ли школе президент? Референдум в школе № 1 в Лосино-Петровском - Городские вестиВ школе № 1 состоялось знаменательное событие – референдум на тему самоуправления среди учащихся.
22.09.2017 Городские вести
Юные правозащитники получили урок мужества - Истринские ВСетиНа базе Глебовской и Лучинской школ открылось новое творческое объединение «Юный правозащитник».
22.09.2017 Истринские ВСети
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам - Орехово-Зуевская правдаЗональный семинар-практикум прошёл в Орехово-Зуевском железнодорожном техникуме в пятницу, 22 сентября,
22.09.2017 Орехово-Зуевская правда
Пять детей пострадали в ДПТ на клинских дорогах - Серп и МолотЗа 8 месяцев 2017 года на территории Московской области зарегистрировано 371 дорожно-транспортное происшествие с участием детей и подростков в возрасте до 16 лет,
21.09.2017 Серп и Молот
Сотрудники Ступинского ОМВД приняли участие в 14-м районном слете юных инспекторов дорожного движения - Ступинская панорамаФото: ОМВД России по Ступинскому району 21 сентября сотрудники ОГИБДД ОМВД России по Ступинскому району приняли участие в 14-м районном слете отрядов юных инспекторов дорожного движения на специализированной площадке «Автогородок».
22.09.2017 Ступинская панорама
 Питание школьников и учащихся системы профобразования – важный фактор оздоровления детей и подростков, ведь именно рациональное питание является одним из необходимых условий обеспечения их здоровья,
22.09.2017 Администрация г. Ногинск
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам - Орехово-Зуевская правда
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам
Зональный семинар-практикум прошёл в Орехово-Зуевском железнодорожном техникуме в пятницу, 22 сентября,
Орехово-Зуевская правда
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе - Газета Ключ
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе
Здесь торжественно открыли автогородок, а школьников ждали интересные конкурсы в рамках мероприятия «Безопасное колесо».
Газета Ключ
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья - Пущинская среда
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья
Единая система учёта успеваемости учащихся в Московской области «Школьный портал» от «Ростелекома» работает с 1 сентября 2015 года.
Пущинская среда
По подозрению в убийстве Ступинский ОМВД разыскивает двух уроженцев Средней Азии - Ступинская панорамаФото: Ступинский ОМВД ОМВД России по Ступинскому району разыскивает: По подозрению в совершении преступления, предусмотренного ч.1 ст.
21.09.2017 Ступинская панорама
В результате пожара в Рузском округе сгорела сторожка - Красное знамяПожар в случился днем 13 сентября в садоводческом товариществе «Зеленая долина» Дороховской администрации вблизи железнодорожной платформы Партизанская.
22.09.2017 Красное знамя
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения - Серп и Молот18 сентября сотрудниками ГИБДД ОМВД России по Клинскому району у одного из домов в деревне Шарино за нарушение Правил дорожного движения был остановлен мотоцикл иностранного производства под управлением 33-летнего жителя
22.09.2017 Серп и Молот
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября - Ступинская панорама
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября
С 11 по 17 сентября по линии Единой Дежурной Диспетчерской службы Ступинского района на номер «112» поступило 3538 звонков.
Ступинская панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки - Люберецкая панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки
ЛЮБЕРЦЫ. 21 сентября. INLUBERTSY.RU – УФСБ России по городу Москве и Московской области во взаимодействии с сотрудниками полиции пресечена противоправная деятельность гражданки РФ Ивановой О.А.
Люберецкая панорама
К 71-летию Международного военного трибунала в Нюрнберге - Газета Факт
К 71-летию Международного военного трибунала в Нюрнберге
71 год назад впервые в истории представители всех наций мира осудили злодеев, совершивших особо тяжкие преступления государственного масштаба против человечества – гитлеровский фашистский режим, его карательные институты,
Газета Факт
Афиша	с 25 сентября по 01 октября - Долгие Пруды«ПАРК КУЛЬТУРЫ И ОТДЫХА» (ул. Спортивная и ул. Ак. Лаврентьева, ул. Молодежная) 25.09.
22.09.2017 Долгие Пруды
«Богатырские забавы» на Городке - Звенигородские ведомостиНа территории Звенигородского кремля (Городка) перед собором Успения Пресвятой Богородицы состоялся традиционный праздник «Богатырские забавы», который приурочен к годовщине победы русских воинов в битве на Куликовом поле.
22.09.2017 Звенигородские ведомости
Рустам Хансверов из Люберец стал лауреатом Премии имени Мельникова - ИнфоЛюберцыИнфоЛюберцы - 21 сент. 20 сентября в Раменском прошла церемония вручения Премии союза журналистов Подмосковья имени Виктора Мельникова,
21.09.2017 ИнфоЛюберцы
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде
Редакция «ЗВ» составила дайджест интересных событий, которые пройдут в Звенигороде в выходные дни 23 и 24 сентября, а также на следующую неделю.
Звенигородские ведомости
ПараАртиада Московской области 2017 состоялась в Пущине - Пущинская среда
ПараАртиада Московской области 2017 состоялась в Пущине
Пущино – гостеприимный город. Здесь происходит множество разных событий. 15 и 16 сентября в Пущино приехало около 350 человек для того, чтобы принять участие в ПараАртиаде Московской области,
Пущинская среда
Выставка картин Виктора Петрова и Владимира Янаки будет работать в Луховицах до 15 октября - Луховицкие вести
Выставка картин Виктора Петрова и Владимира Янаки будет работать в Луховицах до 15 октября
Экспозицию из 103 картин луховицкого художника Виктора Петрова и рязанского живописца Владимира Янаки открыли в выставочном зале историко-художественного музея городского округа Луховицы.
Луховицкие вести
Лучший спасатель Подмосковья - Газета ФактВ целях повышения профессионального мастерства и выявления лучших работников противопожарно-спасательной службы Московской области 20 сентября на базе учебного центра ГКУ МО «Мособлпожспас» в Люберцах прошел смотр-конкур
22.09.2017 Газета Факт
"Погостить в Ялте у Ротару не решился...": продолжение интервью с первым директором ЛДС "Кристалл" Олегом Березовским - Газета Новости неделиЗа почти полувековую историю ледового дворца спорта «Кристалл» в нем соревновались не только хоккеисты и фигуристы.
22.09.2017 Газета Новости недели
afisha - Администрация г.Орехово-ЗуевоНедельная новостная лента мероприятий по спорту, культуре и делам молодежи, >которые пройдут на территории г.о.
22.09.2017 Администрация г.Орехово-Зуево
В Подмосковье стартует Всероссийский парад коммунальной техники - Газета Факт
В Подмосковье стартует Всероссийский парад коммунальной техники
В субботу 23 сентября во всех крупных городах Московской области в рамках Всероссийского парада коммунальной техники муниципалитеты проведут районные парады коммунальной техники.
Газета Факт
Павловопосадские полицейские стали призёрами культурно-спортивного праздника в Красногорске - Павлово-Посадские известия
Павловопосадские полицейские стали призёрами культурно-спортивного праздника в Красногорске
В минувшие выходные в городе Красногорск на стадионе «Зоркий» прошёл культурно-спортивный праздник, посвящённый Дню сотрудника органов внутренних дел Российской Федерации.
Павлово-Посадские известия
На Шаховской «Кристалл-Арене» продолжаются товарищеские матчи - Шаховские вести
На Шаховской «Кристалл-Арене» продолжаются товарищеские матчи
В минувшие выходные прошли встречи между командами «Волоколамск» и «Орион» (Гагарин), «Аврора» (Раменье) и «Парус» (Шаховская).
Шаховские вести
С парада - на трудовой фронт - Газета МаякШумной колонной в 31 мотор завершился смотр техники коммунальных хозяйств, который накануне выходных состоялся на Советской площади.
22.09.2017 Газета Маяк
На работу на велосипеде - Комитет по физкультуре и спорту МОПРИГЛАШАЕМ ВСЕХ ЖЕЛАЮЩИХ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В АКЦИИ "НА РАБОТУ НА ВЕЛОСИПЕДЕ"!!!
22.09.2017 Комитет по физкультуре и спорту МО
По сигналам ОНФ в подмосковной балашихе ликвидируют стихийные свалки - Газета КлючВ рамках проекта Общероссийского народного фронта «Генеральная уборка» подмосковные активисты ОНФ продолжают держать на контроле экологическое состояние Балашихи.
22.09.2017 Газета Ключ
DSC01383 - Ramns.RuВ с.п.Островецкое полным ходом ведется благоустройство дворовых территорий.
22.09.2017 Ramns.Ru
Сотрудники Ступинского ОМВД приняли участие в 14-м районном слете юных инспекторов дорожного движения - Ступинская панорамаФото: ОМВД России по Ступинскому району 21 сентября сотрудники ОГИБДД ОМВД России по Ступинскому району приняли участие в 14-м районном слете отрядов юных инспекторов дорожного движения на специализированной площадке «Автогородок».
22.09.2017 Ступинская панорама