นักวิทยาศาสตร์เพิ่งก้าวเข้าสู่ขั้นตอนสำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานจากพืช

การผลิตเชื้อเพลิงจรวดจากพืชไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด อย่างไรก็ตามมันเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่ไม่มีประสิทธิภาพฉาวโฉ่ซึ่งทำให้ยากที่จะไต่ระดับขึ้นไปถึงระดับที่จำเป็นในการแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่นักวิจัยที่ Berkeley Lab ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯคิดว่าพวกเขารู้วิธีปรุงอาหารในคราวเดียวโดยใช้แบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรม

ในบทความที่ตีพิมพ์วันนี้ในวารสาร เคมีสีเขียว พวกเขาเสนอสูตร“ หม้อเดียว” ที่พวกเขาคิดว่า“ เป็นขั้นตอนสำคัญในการทำให้เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นคู่แข่งที่มีศักยภาพในการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพราะช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ดีขึ้น” นี่คือส่วนผสมเหล่านี้:

เรื่องพืช

เกลือเหลว

อีโคไล

ง่ายใช่มั้ย ด้วยการค้นพบแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ที่พวกเขาเขียนคุณสามารถโยนส่วนผสมลงใน crockpot เปรียบเทียบและปล่อยให้พวกเขาต้มตุ๋นไม่ได้รับการดูแล มันเป็นความสำเร็จครั้งใหญ่ในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพเพราะมันข้ามขั้นตอนราคาแพงและใช้แรงงานมากซึ่งขัดขวางการผลิตในอดีต

นี่คือวิธีการทำงาน: สิ่งที่เราต้องการจากพืชคือน้ำตาลที่มีคาร์บอน แต่ส่วนประกอบที่มีโครงสร้างที่แข็งแกร่งและสารประกอบที่มีความหนืดเช่นเซลลูโลสและลิกนินยากที่จะสลาย ในการได้รับคาร์บอนในโมเลกุลเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์ทำการรักษาวัสดุพืชด้วยเกลือเหลวซึ่งช่วยให้พืชปล่อยน้ำตาลในขั้นตอนที่เรียกว่า saccharification จากนั้นพวกเขาเพิ่มแบคทีเรียลงในส่วนผสมซึ่งเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ (เอทานอลส่วนใหญ่) ในกระบวนการที่คล้ายกับการเปลี่ยนน้ำองุ่นให้เป็นไวน์

มีเพียงปัญหาเดียว: แบคทีเรียส่วนใหญ่ไม่สามารถจัดการกับเกลือของของเหลวได้ดังนั้นแต่ละขั้นตอนของกระบวนการจะต้องทำแยกต่างหาก เป็นกระบวนการที่ไม่มีประสิทธิภาพ แต่เกลือของของเหลวมีประสิทธิภาพเกินกว่าที่จะกำจัดได้ เมื่อเทียบกับเอนไซม์ที่ใช้ในการทำงานเกลือมีความสามารถอย่างเหลือเชื่อ

อีกวิธีเดียวที่จะทำให้กระบวนการนี้คล่องตัวขึ้นคือการหาแบคทีเรียที่ทนทานต่อเกลือมากขึ้น และนั่นคือสิ่งที่นักวิจัยทำ

จากการศึกษาก่อนหน้านี้พวกเขาได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมของเชื้อ E. coli ที่มีการกลายพันธุ์ของยีนซึ่งทำให้ทนต่อเกลือได้ดี จากการทดสอบเชื้อ E. coli นี้ในสูตรเชื้อเพลิงเจ็ทที่เกี่ยวข้องกับสารให้ความหวานที่ผ่านการปรับสภาพแล้วพวกเขาพบว่าแบคทีเรียใหม่ของพวกเขารอดชีวิตจากการบำบัดด้วยเกลือ และ ประสบความสำเร็จในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในขั้นตอนเดียว

พวกเขาหวังว่าการค้นพบจะทำให้สามารถแปลงแหล่งคาร์บอนที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเชื้อเพลิงได้

“ ความสามารถในการรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันเดินไปกลับมาแล้วรับเชื้อเพลิงของคุณเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในการก้าวไปข้างหน้ากับเศรษฐกิจเชื้อเพลิงชีวภาพ” นักวิจัยหลักของ Aindrila Mukhopadhyay, Ph.D. “ การศึกษานี้ทำให้เราใกล้ดวงจันทร์ช็อตนี้มากขึ้นหนึ่งก้าว”