Glede na stroške gradnje nove infrastrukture in prilagajanja na neznane vire energije verjetno ne bomo kmalu nehali uporabljati fosilnih goriv. Kaj je naslednja najboljša rešitev? Naredite obstoječa goriva zelenejša in obnovljiva.
To je ideja za novo delo znanstvenikov z Imperial College London in Univerze v Turku na Finskem, ki si prizadevajo, da bi sčasoma prisilili fotosintetske bakterije in sončno svetlobo spremenili v propanski plin. Tehnologija ima dolgo pot, preden bo komercialno sposobna preživeti. Toda prvi korak je ekipi uspelo zvabiti E. coli, bakterijo, ki jo najdemo v našem prebavnem sistemu, v ustvarjanje majhnih količin motorja, ki je pripravljen propan.
Tradicionalno se propan ustvarja kot stranski produkt predelave zemeljskega plina in nafte. Odstranjuje se iz zemeljskega plina, zaradi česar je prevoz po plinovodih pod tlakom varnejši, naftne rafinerije pa ga proizvajajo, ko nafto razgrajujejo na bencin ali kurilno olje.
V tristopenjskem postopku so znanstveniki uporabili encime, da so najprej sprostili maščobne kisline v E. coli, ki se običajno uporabljajo pri ustvarjanju celičnih membran. Eno od teh, maslačno kislino, smo nato z drugim encimom pretvorili v butiraldehid - derivat butana. Končno je ekipa butiraldehid pretvorila v propan. Skupina je ugotovila, da spodbuda pretvorbe encima z elektroni krepi proces.
Pred kratkim opisan v reviji Nature Communications, je projekt v začetni fazi. Toda Patrik R. Jones, eden od avtorjev prispevka, pravi, da je metoda enostavnejša od podobnih poskusov ustvarjanja goriva z živimi organizmi. Kvas ali bakterije igrajo vlogo pri proizvodnji etanola iz sladkorja ali koruze, inženirske fotosintetske bakterije ustvarjajo dizel tudi iz pridelkov. Etanol se zdaj običajno doda bencinu v ZDA, predvsem zaradi državnih subvencij in spodbud. Toda biodizel, pridobljen iz bakterij, še ni dobil široke uporabe, predvsem zaradi stalnih težav s stroški in učinkovitosti.
"V primeru [fotosintetskega] biodizla je v tem procesu veliko korakov in vsak od teh korakov ima kaznovanje učinkovitosti, " pravi Jones. "Če bi lahko vsaj teoretično zmanjšali število korakov, bi lahko imeli učinkovitejši postopek."
Osredotočenost na propan v nasprotju z drugimi gorivi tudi poenostavi postopek, saj se propan loči od celic organizmov zaradi svoje kompaktne kemične strukture. Etanol, ki ga je mogoče ustvariti iz koruze, sladkorja in drugih pridelkov, je treba fizično ločiti od vode v procesu, ki je energetsko intenziven. Trenutne metode pridobivanja dizelskega goriva iz alg vključujejo razbijanje njihovih celic in s tem ubijanje organizmov, ki proizvajajo gorivo. S propanom lahko gorivo ločimo, ne da bi uničili E. coli .
Propan je preprost za nabiranje kot plin, hkrati pa ga je lažje varno skladiščiti kot vodik, ki je kot plin zelo nevaren, še posebej, če ga mešamo z zrakom. Jones je bil izbran tudi zato, ker ga je za prevoz enostavno utekočistiti in je združljiv z obstoječo infrastrukturo. Propan je v ZDA večinoma povezan z žarom na prostem, uporablja pa se tudi za pogon viličarjev in motorjev s čolni. Avtomobili se lahko celo spremenijo v pogon na propan; postopek je dokaj pogost v Združenem kraljestvu, kjer so cene plina precej višje kot v Združenih državah.
V tej fazi skupina uporablja E. coli, ker je z njo preprosto delati, pravi Jones. Toda sčasoma raziskovalci upajo, da bodo postopek iz E. coli presadili v fotosintetske bakterije, tako da sončna svetloba zagotavlja energijo za napajanje celic in ne prehrano hranil, ki jih potrebuje E. coli . To bo znova zmanjšalo število korakov v postopku, vendar je še veliko dela, preden bodo znanstveniki prišli do tega.
"Šele ko bo teoretično dovršen ali skoraj teoretično dovršen sistem bo imel možnost komercializacije, " pravi Jones. "Zato je pomembno, da poskusite doseči [postopek], ki deluje čim bolje." Jones trenutno ocenjuje, da bodo morali iz svojega procesa proizvesti od 1000 do 5000 krat več goriva, preden bo industrija pokazala zanimanje. In od tega trenutka bi bilo treba izvesti več inženiringa in izpopolnjevanja, preden bo lahko komercialno izvedljivo kot alternativa obstoječim fosilnim gorivom.
"Nekatere težave so v encimih, ki jih uporabljamo, " pravi Jones. "Torej bo treba iskati alternativne encime ali izboljšati encime, ki jih imamo, in to bodo veliki projekti sami."
Jasno je, da kmalu ne bomo vozili avtomobilov ali pekli na žaru z uporabo propana, ki ga proizvajajo bakterije in sonce. Toda v članku Imperial College iz Londona je Jones dejal, da upa, da bo postopek v prihodnjih 5 do 10 letih postal tržno izvedljiv.
Tudi če je ta ocena velikodušna, je proizvodnja propana na sončni pogon morda pripravljena pravočasno, da bi pospešila prehod iz umazanih goriv na okolju prijaznejše alternative.
