Метилкетоны — новый перспективный вариант биотоплива

Источник: newscenter.lbl.gov

Специалисты Национальной Лаборатории Беркли и Объединенного Института Биоэнергетики США уже неоднократно представляли научному сообществу свои исследования в области разработки биотоплива. На этот раз команда ученых под руководством Гарри Беллера предложила использовать в качестве заменителя дизельного топлива метилкетоны. Этот класс химических соединений был открыт более века назад. Их обнаружили в вечнозеленом ароматическом растении под названием «рута душистая», а затем — в томатах и других растениях. В настоящее время эти вещества широко используются в парфюмерии, а также для придания характерного аромата сырам и другим молочным растениям. Но исследователи Лаборатории Беркли протестировали метилкетоны и выяснили, что в дизеле на их основе цетановое число сопоставимо с октановым числом бензина.

Цетановое число — показатель, позволяющий оценить качество топлива, характеризует временную задержку при компрессионном воспламенении горючего. Большее число указывает на короткий период задержки (лучшее качество), а меньшее число — на длительный период задержки. В качестве производителя метил кетонов ученые решили использовать известный микроорганизм — кишечную палочку E. coli. В естественном состоянии бактерия продуцирует незначительное количество метилкетонов из глюкозы. Проведя две генетические модификации микроорганизма, биоинженеры смогли увеличить выход целевого вещества в 4000 раз. Затем были поставлены эксперименты с двумя видами полученных метилкетонов — ундеканоном и тридеканоном. Цетановое число ундеканона составило 56,6 (в США минимальный порог — 40). Смесь ундеканона и тридеканона в пропорции 1:1 показала цетановое число 58,4.

Правда, эти два типа метилкетонов имеют существенный недостаток — относительно высокую температуру плавления. Это означает, что топливо на их основе в холодных регионах лучше не использовать — оно будет застывать. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи поработали над штаммом E. coli таким образом, чтобы увеличить производство мононенасыщенных метилкетонов, температура плавления которых значительно ниже, чем у насыщенных гомологов. В ближайшее время ученые планируют увеличить производство метилкетонов кишечной палочкой, а также оптимизировать их свойства, модулируя состав веществ по длине цепочки и степени ненасыщенности.