Свет, вода и углекислый газ: Новое экологичное авиатопливо создадут бактерии

Вклад авиации в выбросы углекислого газа заслуживает отдельного места на пьедестале вредоносных экологических факторов. По данным Международной гражданской авиационной организации (МГАО), авиация отвечает за 2% всех выбросов углекислого газа (учтены только те выбросы, в которых причиной является деятельность человека) и до 12% выбросов CO2 от всего транспорта. Кроме того, парниковые газы, выбрасываемые самолетами, такие как оксиды азота (NOx), вредят здоровью и озоновому слою.


Таким образом вопрос разработки экологически чистых технологий и альтернативных источников топлива занимает умы ученых уже много лет. Устойчивое авиационное топливо или SAF (от sustainable aviation fuel) — один из ответов на этот вопрос. Этим термином называют альтернативное топливо, производимое из неископаемых источников, с целью снижения выбросов вредных веществ, связанных с авиацией. SAF представляет собой одну из ключевых стратегий для достижения устойчивости в авиации и сокращения выбросов парниковых газов.

В лаборатории Ангстрема Уппсальского университета команда ученых провела серию уникальных экспериментов, целью которых было достижение прорыва в производстве устойчивого авиационного топлива. Одним из самых интересных результатов этого исследования является возможность производства топлива, используя только углекислый газ, воду и солнечную энергию. Именно эти три компонента стали основными сырьевыми материалами для производства экологически чистого топлива.

Процесс производства начинается с извлечения углекислого газа из атмосферы. Затем газ подвергается фотохимической реакции, происходящей под воздействием солнечного света. Когда газ вступает в реакцию с водой под воздействием солнечного света, образуется изопрен — основной компонент SAF.

Изопрен, полученный из фотохимической реакции, может быть использован как основной катализатор для производства топлива. Он проходит фотобиологическую обработку, с помощью сине-зеленых водорослей, которые выполняют фотосинтез и преобразуют изопрен в готовое авиационное топливо. Исследователи отмечают, что продуктивность цианобактерий может быть увеличена при фиолетовом свете или более высоких температурах.


— Генрик Оттоссон, доцент кафедры физической органической химии и главный автор одного из исследований.

Немногим ранее исследователи обнаружили, что изопрен из цианобактерий может превращаться в более крупные углеводороды, напоминающие авиационное топливо, посредством процесса фотохимической димеризации с последующим гидрированием. Этот инновационный метод использует солнечный свет в качестве устойчивого источника энергии для реакций. Однако в научном сообществе все еще продолжаются споры о том, является ли изопрен наиболее оптимальным исходным материалом для этой фотохимической реакции.

Авторы работы утверждают, что у них есть основания быть уверенными в своем методе. Но для получения убедительных аргументов потребуются новые лабораторные исследования. Тем не менее Генрик Оттоссон оптимистично считает, что промышленное производство SAF может стартовать уже к 2044 году.