Исследования, посвященные микробиологическим способам получения альтернативного биотоплива, были представлены на 108 Собрании Американского общества микробиологии в Бостоне (American Society for Microbiology).

В настоящее время основным альтернативным биотопливом является этанол, получаемый в результате ферментации таких культур, как кукуруза и сахарный тростник. Однако этот метод весьма дорогостоящ и приводит к повышению цен на продукты питания. В связи с этим необходим поиск альтернативных источников биомассы, пригодной для ферментации и получения в качестве конечного продукта этанола. Одним из таких источников является лигноцеллюлоза, присутствующая в изобилии в отходах лесопильных заводов, бумажных фабрик и в бытовом бумажном мусоре, а также в отходах сельского хозяйства (например, жмыхе сахарного тростника) и в возделываемых культурах, таких как просо. Однако, в отличие от кукурузы, сахара, необходимые для ферментации, в лигноцеллюлозе находятся в связанном состоянии.

Группа исследователей под руководством доктора Говинда Надатура (Govind Nadathur) из Университета в Пуэрто Рико занимается поиском ферментов в необычных экосистемах и организмах для экстракции сахаров из лигноцеллюлозы. В желудках морских моллюсков, питающихся древесиной, ученые обнаружили бактерии, которые производят ферменты, расщепляющие целлюлозу. Исследователи разработали биотехнологическую схему, основанную на использовании найденных ферментов для производства не только этанола, но и сахара, патоки и биодизеля с минимальным количеством отходов.

Первый этап схемы основан на использовании биомассы – отходов, возникающих при переработке сахарного тростника и цветов гибискуса, из которых традиционно производятся очищенный сахар, патока (используемая в производстве рома) и цветы (чай «Каркадэ»). С помощью обнаруженных ферментов доктор Надатур с коллегами получают из этой биомассы сахара, которые затем ферментируют в этанол, собирая выделяющийся в процессе ферментации диоксид углерода. Следующий этап схемы - снабжение диоксидом углерода микроскопических водорослей, производящих биополимер, который может быть переработан в биодизель или в топливо для реактивных двигателей.
В настоящее время группа доктора Надатура занимается адаптацией предложенной схемы для коммерческого использования совместно с компанией Sustainable AgroBiotech Inc. (SABI) в Пуэрто Рико.
Кроме этанола, многообещающим биотопливом является водород. Многие производители легковых автомобилей создают двигатели, использующие его в качестве топлива. В Лос-Анжелесе, например, сейчас проходят испытания автобусы, работающие на водородном топливе. В связи с возрастающей потребностью в водородном топливе многие ученые занимаются поиском альтернативных источников производства водорода.

Некоторые виды пурпурных бактерий, обитающих в озерном иле, способны преобразовывать воду и моноксид углерода в газообразный водород. Проблема заключается в том, чтобы обеспечить доступ моноксида углерода ко всем бактериальным клеткам, находящимся в жидкой среде. Решение этой задачи нашли ученые, работающие под руководством Сергея Маркова из Austin Peay State University в штате Теннеси. Они разработали прототип биореактора, способного с помощью пурпурных бактерий Rubrivivax gelatinosus производить водород в количествах, достаточных для работы небольшого двигателя.

Ученые поместили бактерии на тонкие полые волокна. Вода и газы способны свободно диффундировать через волокна, а бактерии – нет. Преобразованная в электричество энергия водорода, производимого таким «биореактором», размером в 5 сантиметров, достаточна для свечения лампочки и для работы маленького мотора.

Чистый водород может производиться некоторыми бактериями из воды и солнечного света. Например, определенные виды цианобактерий используют солнечную энергию для того, чтобы разрушать ковалентные связи в молекулах воды с образованием газообразного водорода и кислорода. Проблема заключается в том, что фермент гидрогеназа цианобактрий, участвующая в этом процессе, чувствительна к кислороду, что делает процесс получения водорода практически невозможным.

Исследователи из Национальной лаборатории по возобновляемой энергии в Голдене, штат Колорадо (National Renewable Energy Lab in Golden, Colorado), работающие под руководством доктора Пин Чинг Манесс (Pin Ching Maness), достигли определенных успехов в решении этой проблемы. Они обнаружили, что некоторые виды пурпурных бактерий обладают гидрогеназой, устойчивой к кислороду и аналогичной ферменту цианобактерий. Ученые определили гены, кодирующие толерантную к кислороду гидрогеназу в пурпурной бактерии и гены, отвечающие за производство чувствительной к кислороду гидрогеназы в модельных цианобактериях. В настоящее время ученые пытаются заменить в модельных цианобактериях ген, кодирующий чувствительную гидрогеназу, на устойчивую к кислороду гидрогеназу из пурпурной бактерии.

http://www.fuelalternative.com.ua/show_analytics.phtml?id=534