В Мичиганском университете (США) создан процесс производства биогорючего, который позволяет получить в двадцать раз больше энергии, чем любой существующий метод.

Подробное описание технологии, основанной на использовании микробов для производства биогорючего и водорода при переработке сельскохозяйственных отходов, опубликовано в журнале Environmental Science and Technology, и статья эта находится в открытом доступе.

Гемма Регуэра (справа) и её команда (фото Michigan State University).

Микробиолог Гемма Регуэра (Gemma Reguera) создала «Микробные электролизные ячейки» (МЭЯ) — биоэлектрохимическую систему, использующую бактерии для разложения и ферментативной переработки сельскохозяйственных отходов в этанол. Уникальность платформы в том, что она работает со второй бактерией, которая при внесении в реакционную среду удаляет все побочные продукты ферментирования (всё, что не является этанолом), генерируя при этом электричество.

Подобные микробные топливные ячейки уже изучались, но максимально достигнутый выход энергии фиксировался на уровне 3,5%, что не способствовало их массовому использованию. А вот мичиганским учёным удалось добиться на порядок более высоких показателей: выход энергии достиг 35–40%, только за счёт собственно ферментативного процесса. Секрет успеха — в синергетике. Ферментирующая бактерия была подобрана таким образом, чтобы она могла не только эффективно перерабатывать сельхозотходы в этанол, но и продуцировать такие неспиртовые продукты, которые затем могли бы с лёгкостью метаболизироваться электропродуцирующей бактерией. Удаление накапливающихся продуктов первичной ферментации под действием второй бактерии стало отличным стимулом для лучшего роста и «улучшения» аппетита самой ферментирующей бактерии, активность которой не снижалась с течением времени.

Но вернёмся ко «второй бактерии». Geobacter sulfurreducens в подходящих условиях способна генерировать электричество в процессе своей жизнедеятельности. Само электричество, однако, собирать с бактерий в планы учёных не входило. Решить эту задачу было бы непросто и вряд ли экономически выгодно. Зато авторы предложили другое гениально простое решение — использовать даровое электричество для производства водорода внутри МЭЯ и тем самым ещё больше увеличить энерговыработку всего процесса.

В результате суммарный выход достиг 73%, то есть производство водорода увеличило и без того солидный первоначальный показатель вдвое.

Теперь учёные пытаются подогнать параметры своего изобретения к промышленным нуждам, где масштабы значительно превосходят лабораторные установки.