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
18 июля состоялась лекция-тренинг, посвященная вопросам детской ревности - Звенигородские ведомости18 июля в арт-салоне Звенигородской центральной библиотеки при поддержке администрации городского округа Звенигород и общественного движения «Всем добра» состоялась лекция-тренинг,
21.07.2017 Звенигородские ведомости
Воспитанники Школы хореографических дисциплин «Малахит» вернулись с Международного конкурса, который проходил в Болгарии.
21.07.2017 Oz-on.Ru
Кликните для увеличения - Духовная академия20 июля 2017 года с молебна в Покровском академическом храме началась стажировка по подготовке специалистов в области церковного искусства по программе «Основы хранения, учета и использования церковных ценностей».
20.07.2017 Духовная академия
Выпускники Межвузовской программы получили дипломы и сертификаты на стажировку в MIT - МФТИСостоялся второй выпуск Межвузовской программы подготовки инженеров в сфере высоких технологий :
20.07.2017 МФТИ
Продолжается набор в научную группу биоинформатики в прецизионной онкологии - МФТИНа базе Физтех-школы биологической и медицинской физики открывается набор студентов на конкурсной основе для совместной дипломной,
20.07.2017 МФТИ
Учёные МФТИ стали победителями конкурсов президентской программы РНФ - МФТИРоссийский научный фонд обнародовал имена победителей первых конкурсов Президентской программы исследовательских проектов, направленной на поддержку долгосрочных проектов ведущих учёных и перспективных молодых исследователей.
20.07.2017 МФТИ
Более двух миллиардов рублей выделено в Подмосковье на подготовку школ к новому учебному году - Серп и МолотСвыше 2 миллиардов рублей из консолидированного бюджета выделено в 2017 году в Подмосковье в рамках подготовки школ к новому учебному году на ремонтные работы, противопожарные и антитеррористические мероприятия,
20.07.2017 Серп и Молот
на Байкале - OpenDubna.RuНа минувшей неделе Объединенный институт ядерных исследований провел две традиционных летних школы, одну – на Московском море, вторую – на Байкале.
20.07.2017 OpenDubna.Ru
Библиотекари провели «летний читальный зал» на набережной Серафима Саровского - Газета ВремяВ его рамках сотрудники Юношеской районной библиотеки провели акцию, на которой все желающие могли почитать книги и записаться в библиотеку.
20.07.2017 Газета Время
Рождение электропоездов увидели на ДМЗ воспитанники оздоровительной площадки «Алые паруса» - Орехово-Зуевская правдаС экскурсией на Демиховском машиностроительном заводе побывали воспитанники детской оздоровительной площадки «Алые паруса» при Орехово-Зуевском комплексном центре социального обслуживания населения» деревни Дровосеки в среду,
20.07.2017 Орехово-Зуевская правда
Форум «Я — гражданин Подмосковья» планируют сделать открытым для школьников - Орехово-Зуевская правдаПроведение форума «Я — гражданин Подмосковья» могут перенести из Егорьевска в парк «Патриот» в Одинцовском районе, сделав мероприятие открытым для посещения школьников,
20.07.2017 Орехово-Зуевская правда
18 июля состоялась лекция-тренинг, посвященная вопросам детской ревности - Звенигородские ведомости18 июля в арт-салоне Звенигородской центральной библиотеки при поддержке администрации городского округа Звенигород и общественного движения «Всем добра» состоялась лекция-тренинг,
21.07.2017 Звенигородские ведомости
Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации Звенигорода - Звенигородские ведомости
Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации Звенигорода
Как сообщает Комитет образования городского округа Звенигород, 19 июля руководитель комитета Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации городского округа Звенигород.
Звенигородские ведомости
Всероссийская спортивная образовательная игра «Защитники, вперед!» прошла в детском оздоровительном лагере «Орленок» - Новые рубежи
Всероссийская спортивная образовательная игра «Защитники, вперед!» прошла в детском оздоровительном лагере «Орленок»
Мероприятие проходило в рамках Года гражданской обороны и детской оздоровительной кампании, его организаторами выступили сотрудники МЧС России при участии инспекторов ОГИБДД МУ МВД России «Одинцовское».
Новые рубежи
Сотрудники института белка выбрали директора - Пущинская среда
Сотрудники института белка выбрали директора
В институте белка 15 июля проходили выборы директора. На должность руководителя исследовательского учреждения претендовали три кандидата.
Пущинская среда
12 ДТП произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, на дорогах Московской области произошло 12 дорожно-транспортных происшествий, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
11 пожаров произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, в области произошло 11 пожаров: 11 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
Водитель сбил пешехода и скрылся с места ДТП в Рузском округе - Красное знамяДевятилетний житель Рузы попал под колеса автомобиля возле дома №53 по улице Социалистической.
21.07.2017 Красное знамя
Дети получили травмы на детской площадке - Копейка
Дети получили травмы на детской площадке
Двое детей получили травмы на детской площадке на улице Валовая в Сергиевом Посаде.
Копейка
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода! - Новые рубежи
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода!
В деревне Капань совершен наезд на пешехода. 28 июня 2017 года примерно в 22 часа 30минут в деревне Капань Одинцовского района в СНТ «Урожай» около дома 1 был совершен наезд на пешехода.
Новые рубежи
Серпуховичей задержали в Балабанове - Ока Инфо
Серпуховичей задержали в Балабанове
Злата Орлова Группе воришек, орудовавшей в Калужской области, светит до пяти лет тюрьмы   Шесть отечественных автомобилей оказались жертвами грабителей в ночь с 17 на 18 июля в городе Балабаново.
Ока Инфо
Нет описания - Газета ОсноваКогда попадаешь в ситуацию, мягко говоря, непредвиденную... Если случается вдруг «вляпаться в историю» или банально – завязнуть в снегу или в грязи, важно помнить, что спустя какое-то время вспоминать об этом будешь,
21.07.2017 Газета Основа
Воробьев Ступино день поля дом культуры - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Анастасия Осипова Губернатор Московской области Андрей Воробьев 20 июля посетил с рабочим визитом городской округ Ступино,
20.07.2017 Правительство Московской области
На этой выставке картин… - Ленинская ШатураВ ДК ПОСЕЛКА МИШЕРОНСКИЙ ОТКРЫЛАСЬ ВЫСТАВКА МОЛОДЫХ ХУДОЖНИКОВ На протяжении тридцати лет в картинной галерее Мишеронского ДК проходят встречи с прекрасным - вечера поэзии, краеведческие конференции, разноплановые выставки.
21.07.2017 Ленинская Шатура
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину - Пущинская среда
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину
Свою 9-ю годовщину Пущинская городская организация Всероссийского общества инвалидов отметила в старинном городе Коломна.
Пущинская среда
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде - Газета Встреча
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде
С отличным настроением вернулись из Волгограда  участники народного хореографического коллектива «Калинка» (ДК «Октябрь», руководитель Заслуженный работник культуры Московской области Ирина Яцкова,
Газета Встреча
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена - Копейка
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена
В администрации Сергиева Посада прошли публичные обсуждения по переименованию ул.
Копейка
Егорьевцы на футбольном  турнире SENI cup - Егорьевский Курьер№ 29 от 19 июля 2017 г. На прошлой неделе из Польши с традиционного турнира по мини-футболу Seni cup вернулась команда Егорьевского психо-неврологического интерната (ПНИ).
21.07.2017 Егорьевский Курьер
РОССИЯ - ШВЕЦИЯ: ПРОВЕРКА НА ПРОЧНОСТЬ - ФК РоссиянкаВ пятницу, 21 июля, женская национальная сборная России сыграет второй матч на групповом этапе Чемпионата Европы-2017 в Нидерландах.
21.07.2017 ФК Россиянка
В Королёве будет увеличено число автобусов большого класса на междугородних маршрутах - Администрация г. КоролёвУже в сентябре 2017 года, в соответствии с программой оптимизации маршрутов и обновления автобусного парка, на рейсах «Мострансавто» будут работать 900 новых автобусов малого класса, 243 – среднего,
20.07.2017 Администрация г. Королёв
Московская область – лучшая - Ленинская Шатура
Московская область – лучшая
КОМАНДА ОБЛАСТНОГО ПРАВИТЕЛЬСТВА И ГЛАВ МУНИЦИПАЛИТЕТОВ ЗАВОЕВАЛА КУБОК ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЫ ПО ФУТБОЛУ.
Ленинская Шатура
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду. - Газета Родник
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду.
«Сатурн» с победы начал новый сезон Для главного футбольного клуба Раменского района стартовал новый футбольный сезон.
Газета Родник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ - Дмитровский вестник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ
ОГИБДД УМВД России по Дмитровскому району, информирует, что в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июня 2017 года N 761 "О внесении изменений в Правила дорожного движения Российской Феде
Дмитровский вестник
свет, лампочка, отключение света, свеча, Москва - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Анастасия Осипова К 1 августа в Подмосковье подготовят дорожную карту по решению проблем строящихся с долевым участием домов,
21.07.2017 Правительство Московской области
Свыше 200 тыс. жителей Подмосковья заключили договор на техобслуживание ВКГО с начала года - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Дмитрия Пестова В Московской области жители стали более ответственно относиться к безопасности при эксплуатации газового оборудования
21.07.2017 Правительство Московской области
В Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области. - Газета РодникВ Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области.
21.07.2017 Газета Родник
Стационарный телефон на рабочем месте в Региональном информационном агентстве Московской области (РИАМО). - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Горячая линия по росту тарифов жилищно-коммунального хозяйства работает для жителей Подмосковья, сообщает пресс-служба НП «ЖКХ Контроль Московской области».
21.07.2017 Правительство Московской области
Минэкологии: сергиево-посадское предприятие оштрафовано за загрязнение леса - Министерство экологии МОПосле вмешательства минэкологии административному наказанию подверглось АО «ГУ ЖКХ», которое эксплуатирует коммунальные объекты в Сергиево-Посадском районе.
21.07.2017 Министерство экологии МО