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
Кликните для увеличения - Духовная академия16 января 2018 года в большом актовом зале Московской духовной академии заместитель директора Центра дополнительного образования МДА священник Алексий Котельников вручил сертификаты учащимся ЦДО МДА по краткосрочной прог
19.01.2018 Духовная академия
Школа на 1100 мест в Люберцах - Правительство Московской областиИсточник: Главное управление государственного строительного надзора Московской области В Ленинском районе за прошедший год ввели в эксплуатацию 11 образовательных объектов,
19.01.2018 Правительство Московской области
Россия. Московская область. Одинцовский район. Учащиеся в школе, во время визита Губернатора Московской Области Андрея Юрьевича Воробьёва, для осмотра проведенных работ. Денис Трудников/Пресс-служба Губернатора и Правительства МО - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Денис Трудников Первого февраля в Звенигороде откроют зимнюю школу для победителей отборочного этапа всероссийской олимпиады «Я – профессионал»,
19.01.2018 Правительство Московской области
Армения выпустила марку с Оганесяном - OpenDubna.RuОбъединенный институт ядерных исследований сообщает, что Армения выпустила почтовую марку с изображением академика Юрия Цолаковича Оганесяна.
19.01.2018 OpenDubna.Ru
Экскурсия в будущее. Учащиеся школ Лосино-Петровского побывали в Щёлковском колледже - Городские вестиВ декабре прошедшего года состоялась поездка учащихся девятых классов школ городского округа в Щёлковский колледж.
19.01.2018 Городские вести
Зимнюю школу для участников олимпиады «Я — профессионал» откроют 1 февраля в Звенигороде - Звенигородские ведомостиПервого февраля в подмосковном Звенигороде откроют зимнюю школу для победителей отборочного этапа всероссийской олимпиады «Я – профессионал»,
19.01.2018 Звенигородские ведомости
Названы имена победителей муниципального конкурса «Педагог года – 2018» - Павлово-Посадские известияПо итогам двух этапов 24-го муниципального конкурса «Педагог года – 2018» звания «Учитель года-2018» удостоена преподаватель физики средней школы № 6 Олеся Чупилина.
19.01.2018 Павлово-Посадские известия
Во Фрязине открылся Компьютерный клуб для пенсионеров - Газета КлючВ городе Фрязино открылся первый Компьютерный клуб для пожилых людей Ксения Хромова.
19.01.2018 Газета Ключ
IMG_4353.jpg - Шахматная ФедерацияC 16 января на территории отеля Holiday Inn (Московская область, Виноградово) стартовала первая в истории Шахматной федерации Центрального федерального округа гроссмейстерская шахматная школа.
19.01.2018 Шахматная Федерация
Победителей всероссийского конкурса учителей русского языка наградили в институте ЛИНК в Жуковском - Авиаград ЖуковскийДва учителя русского языка из Жуковского стали победителями Всероссийского конкурса «Преподаватель русского языка-2017», сообщил директор Центра спецпроектов МИМ ЛИНК Михаил Корытный.
18.01.2018 Авиаград Жуковский
Алмазная профессия - Городской ритмВ Москве на улице Смольной находится Колледж предпринимательства №11. Это уникальное учебное заведение, единственное в стране, где учат огранщиков алмазов.
19.01.2018 Городской ритм
Региональный научно-практический семинар состоялся в Семеновской СОШ - Ступинская панорамаПресс-служба Администрации городского округа Ступино 17 января 2018 года в МБОУ "Семёновская средняя общеобразовательная школа" состоялся региональный научно-практический семинар "Здоровьесберегающие технологии в школ
19.01.2018 Ступинская панорама
Названы имена победителей муниципального конкурса «Педагог года – 2018» - Павлово-Посадские известия
Названы имена победителей муниципального конкурса «Педагог года – 2018»
По итогам двух этапов 24-го муниципального конкурса «Педагог года – 2018» звания «Учитель года-2018» удостоена преподаватель физики средней школы № 6 Олеся Чупилина.
Павлово-Посадские известия
Во Фрязине открылся Компьютерный клуб для пенсионеров - Газета Ключ
Во Фрязине открылся Компьютерный клуб для пенсионеров
В городе Фрязино открылся первый Компьютерный клуб для пожилых людей Ксения Хромова.
Газета Ключ
Победителей конкурса учителей русского языка России наградили в институте ЛИНК в Жуковском - Авиаград Жуковский
Победителей конкурса учителей русского языка России наградили в институте ЛИНК в Жуковском
Два учителя русского языка из Жуковского стали победителями конкурса «Преподаватель русского языка-2017», сообщил директор Центра спецпроектов МИМ ЛИНК Михаил Корытный.
Авиаград Жуковский
В Чехове на пешеходном переходе сбита девочка - Чехов.netДТП с участием несовершеннолетней на 62км+520м автодороги Старосимферопольского шоссе Чеховского района (у д. Дмитровка) произошло вечером 17 января.
19.01.2018 Чехов.net
Подросток напал на школу в Бурятии с ножом и топором - РТВ-ПодмосковьеПострадали шесть детей и учительница Cемь человек пострадали в школе в Бурятии, где подросток напал на учеников и учительницу с ножом и топором.
19.01.2018 РТВ-Подмосковье
Разыскиваются очевидцы смертельного ДТП в Рузском округе - Красное знамяСотрудники ГИБДД ищут очевидцев ДТП, произошедшего 5 января в 20 часов 45 минут на дороге Руза – Можайск вблизи деревни Тишино, чтобы установить все обстоятельства трагедии.
19.01.2018 Красное знамя
У Богородского сбили мужчину, торопившегося на работу - Копейка
У Богородского сбили мужчину, торопившегося на работу
Пешехода, перебегавшего дорогу, насмерть сбил автомобиль на пути к поселку Богородское под Сергиевым Посадом, передает корреспондент «Подмосковье сегодня».
Копейка
До 12 лет лишения свободы может получить клинчанка, похитившая драгоценности - Серп и Молот
До 12 лет лишения свободы может получить клинчанка, похитившая драгоценности
Полицейские города Клин раскрыли грабеж на 250 тысяч рублей. В Дежурную часть ОМВД России по Клинскому району поступило заявление от 46-летнего местного жителя о том, что в его присутствии из дома,
Серп и Молот
Мошенника, ограбившего жительницу Орехово-Зуева, задержали по горячим следам - Орехово-Зуевская правда
Мошенника, ограбившего жительницу Орехово-Зуева, задержали по горячим следам
Полицейские задержали по горячим следам ранее судимого жителя Егорьевского района, ограбившего в Орехово-Зуеве одну из местных жительниц, подозреваемый взят под стражу,
Орехово-Зуевская правда
Новогодний спектакль на английском языке «Золушка» в центральной библиотеке - Администрация г. ЛыткариноВ Центральной городской библиотеке прошел новогодний спектакль на английском языке «Золушка».
19.01.2018 Администрация г. Лыткарино
Музыкальный вечер в библиотеке, посвященный Иоганну Себастьяну Баху - Администрация г. ЛыткариноВ Центральной городской детской библиотеке состоялся литературно-музыкальный вечер «Совершенство божественной музыки», посвященный Иоганну Себастьяну Баху.
19.01.2018 Администрация г. Лыткарино
В Подмосковье снизился уровень младенческой и материнской смертности - Коломенская правдаВладимир Путин посетил Центр материнства и детства в Коломне.
19.01.2018 Коломенская правда
Мороз и метель – веселью не помеха! - Павлово-Посадские известия
Мороз и метель – веселью не помеха!
Афиша учреждений культуры г.о. Павловский Посад на ближайшую неделю – с 19 по 25 января.
Павлово-Посадские известия
Песни от Жар-птицы в Красногорске - Красногорские вести
Песни от Жар-птицы в Красногорске
Юбилейный концерт заслуженной артистки России певицы Елены Калашниковой в Красногорске в ДК «Подмосковье» стал ярким и красивым подарком, завершившим череду новогодних праздников в городском округе Красногорск.
Красногорские вести
Археологическая конференция прошла в г.о. Ступино - Ступинская панорама
Археологическая конференция прошла в г.о. Ступино
Ступинское информагентство, Екатерина Кардаш 19 января в Доме культуры села Городище состоялась XI региональная научно-практическая конференция «Оки связующая нить: археология Среднего Поочья»,
Ступинская панорама
Сыграла карта Назарова - ХК ВитязьВ Нижнекамске «Витязи» повели, но уступили В Нижнекамске «Витязи» повторили уфимский сценарий.
19.01.2018 ХК Витязь
Афиша выходного дня - Администрация г. Серпухов20 января Серпуховский музыкально-драматический театр - Отмена спектакля «Дачный роман» из-за болезни ведущей актрисы Билеты подлежат возврату Камерный молодёжный театр «Зазеркалье» - Музыкальный спектакль
20.01.2018 Администрация г. Серпухов
Новый автозаправочный комплекс появится в Пушкино до конца 2019 года - Газета МаякПять новых современных автозаправочных комплексов появятся в Пушкино, Долгопрудном, Подольске и Одинцовском районе Подмосковья,
19.01.2018 Газета Маяк
Егорьевские КВНщики вернулись из Сочи - Егорьевский Курьер
Егорьевские КВНщики вернулись из Сочи
№ 3 от 17 января 2018 г. Честь родного города они с успехом защитили на международном фестивале В длинные январские каникулы кто-то смотрел телевизор и доедал салаты,
Егорьевский Курьер
Мострансавто расширяет маршрутную сеть - Долгие Пруды
Мострансавто расширяет маршрутную сеть
По итогам конкурсных процедур с начала года региональный перевозчик «Мострансавто» начал обслуживание еще 13 подмосковных маршрутов в Химках, Серпухове, Истре, Волоколамске, Домодедове и Щелкове.
Долгие Пруды
В Химках стартовал биатлонный сезон - Химские новости
В Химках стартовал биатлонный сезон
64 воспитанника химкинской «Спортивной школы по зимним видам спорта» попробовали свои силы в рамках I тура Кубка по пневматическому биатлону.
Химские новости
Александр Коган и Максим Тарханов приняли участие в открытии двух родников в Рузском округе - Красное знамяОкунувшиеся в Крещение в брыньковский источник министр экологии Александр Коган и глава Рузского округа Максим Тарханов отметили его целебную силу В светлый праздник Крещения Господня многолюдно было на недавно благоу
19.01.2018 Красное знамя
Павловопосадцы приняли участие в крещенских купаниях - Павлово-Посадские известияПразднование православного Крещения известно во всём мире обычаем купания в ледяных купелях.
19.01.2018 Павлово-Посадские известия
Выставка в библиотеке - Газета ФактЖить можно, веря и не веря: По вере – всё иль ничего. Но в небеса откроет двери Воды крещенской волшебство.
19.01.2018 Газета Факт
В Красногорске проходят крещенские купания - Красногорские вестиС 18 по 19 января в округе Красногорск прошли традиционные крещенские купания.
19.01.2018 Красногорские вести
В Истре проверили главную купель - Истринские ВСетиГлавную купель для крещенских омовений проинспектировали на безопасность Возле центральной купели на территории Новоиерусалимского монастыря прошло выездное совещание, посвященное подготовке к празднованию Крещения.
17.01.2018 Истринские ВСети