Электричество превращается в спирт

09.04.2012

Ученые из Калифорнийского университета нашли способ превращения электричества в альтернативное топливо. Это может решить проблему хранения электроэнергии из возобновляемых источников и неэкологичного бензинового автотранспорта.

Электрический автомобиль - это идеальный экологичный автотранспорт. Но несовершенные аккумуляторы сильно ограничивают запас хода и возможности электромобилей. Ученые из Калифорнийского университета впервые продемонстрировали метод преобразования углекислого газа с помощью электричества в жидкое топливо изобутанол. Таким образом, появилась возможность превратить электроэнергию в привычное химическое топливо.

Сегодня электроэнергию, вырабатываемую с помощью различных методов, по-прежнему трудно хранить эффективно. Химические аккумуляторы, гидравлические насосы, расщепление воды имеют невысокий КПД и несовместимы с современной транспортной инфраструктурой. Но если превратить электричество в жидкое топливо, можно добиться действительно высокой плотности хранения энергии. Кроме того, тогда можно перейти на использование электричества в качестве топлива для транспорта без необходимости менять существующую инфраструктуру.

Ученые предлагают новый метод превращения электрической энергии в химическую, хранимую в виде спирта, которым можно заправлять автомобили. Этого удалось добиться с помощью генетически модифицированных микроорганизмов Ralstonia eutropha H16, которых "научили" производить изобутанол и 3-метил-1-бутанол. Для этого используется биореактор, углекислый газ в качестве единственного источника углерода и электричество.

Процесс основан на фотосинтезе. Как известно, фотосинтез - это процесс преобразования энергии света в химическую энергию. Есть два этапа фотосинтеза - световая реакция и реакция в темноте. Световая реакция преобразует световую энергию в химическую энергию, и происходит на свету. Для второго этапа фотосинтеза, превращения СО2 в сахар, свет не нужен. Ученым удалось разделить оба этапа фотосинтеза: вместо использования биологического фотосинтеза, преобразовать солнечный свет в электрическую энергию (с помощью солнечных панелей), а затем захватить углекислый газ для производства топлива.

Этот метод более эффективен, чем аналогичные процессы в естественных биологических системах. Так, для производства топлива при данном процессе не требуются большие посевные площади, как в случае с традиционным биотопливом. Поскольку основная реакция происходит в темноте, биореактор с бактериями можно разместить в любом месте, а солнечные панели расположить на крыше здания или в пустыне.

<< Назад: Наноспагетти для здоровья и долголетия 10.04.2012

>> Вперед: Аккумуляторы из древесных отходов 09.04.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Антибиотики ускоряют рост бактерий 07.02.2017 Мы знаем, что антибиотики действуют против бактерий, однако часто бывает так, что бактерии приспосабливаются к антибиотикам. И тогда биологам и медикам приходится искать новые вещества, которые бы действовали на бактерий. Ища такие вещества, крайне полезно знать, как вообще проявляется лекарственная устойчивость, как развивается и от чего зависит. Мы знаем, что антибиотики действуют против бактерий, однако часто бывает так, что бактерии приспосабливаются к антибиотикам. И тогда биологам и медикам приходится искать новые вещества, которые бы действовали на бактерий. Крайне полезно знать, как вообще проявляется лекарственная устойчивость, как развивается и от чего зависит. Исследователи из Эксетерского университета экспериментировали с кишечной палочкой и антибиотиком доксициклином из группы тетрациклинов, которые тормозят на биосинтез белка в бактериальных клетках. Кишечная палочка после обработки доксициклином, как и ожидалось, стала устойчивой к антибиотику, но, кроме того, бактерии начинали расти быстрее, и в результате их колонии оказывались в три раза больше, чем колонии бактерий, не отведавших доксициклина. Способность к ускоренному росту сохранялась и после того, как антибиотик убирали из питательной среды. Когда бактерии растут на твердом субстрате, они формируют так называемые биопленки, в которых бактериальные клетки погружены в особое межклеточное вещество - матрикс. Биопленка очень прочно держится на поверхности субстрата и очень устойчива к физическим и химическим воздействиям. Молекулы биопленочного матрикса высвобождаются из разрушающихся клеток, так что, саморазрушаясь, бактерии помогают росту колонии. Кишечные палочки выращивали в жидкой среде, где сформировать биопленку было просто невозможно. Зато, избавившись от вирусных генов саморазрушения, бактерии увеличили "рождаемость": ведь если клетка не погибла, она начнет делиться и увеличит численность колонии - что особенно своевременно, когда вокруг плавает опасный антибиотик.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025