加州大學伯克利分校的科學家讓久被遺棄的發酵技術重新煥發活力,他們利用一百年前的發酵技術產生了能替代化石燃料的可再生燃料。該文章即將發表在十月八日的Nature雜志上。
約一百年前,以色列第一任總統化學家哈伊姆?魏茨曼發明了一種細菌發酵技術,利用丙酮丁醇梭桿菌Clostridium acetobutylicum將糖發酵為丙酮、丁醇和乙醇。而現在科學家們將這一技術重新利用起來,其混合產物比目前車用燃料乙醇每加侖所含的能量更多,并且該技術有望在5至10年內商業化。
研究人員稱這是用糖或淀粉等原料生產各種可再生能源的全新途徑,即可產出燃料也可以制造出料等日用化學物質。盡管目前這種燃料的成本仍比柴油或天然氣等化石燃料高,但科學家們指出應用這一技術能夠極大減少溫室氣體的排放,而交通運輸中的溫室氣體排放是全球氣候變化的一個主要因素。
研究人員從發酵混合物中提取丙酮和丁醇而將絕大部分乙醇留下,然后利用一種催化劑將提取物轉化為類似柴油的長鏈碳氫化合物。研究顯示,終產物的燃燒效率與一般石油一樣好。研究人員指出,這種染料可以兼容內燃機,還可以根據不同地區夏季和冬季的行駛條件進行混合調配。
該技術可兼容多種可再生原料,從葡萄糖(玉米)、蔗糖到淀粉,還可以利用草和樹等非食用原料。研究人員可以通過調整反應條件,用這一技術生成類似天然氣的輕烴,或類似柴油的長鏈烴,甚至還可以生成航空燃料中的支鏈烴。
魏茨曼是在一戰初期1914年發明這一發酵技術的,當時英國人用這一技術大量生產丙酮來制作無煙炸藥,以取代火藥。不過,很快價格低廉又實用的石油就使該技術變得不再有競爭力。二戰時期這一技術又被用于制造合成橡膠,不過美國最后一個采用該技術生產丙酮和丁醇的工廠早已于1965年關閉。
研究人員指出,丙酮丁醇梭桿菌將糖或淀粉轉化為丙酮、丁醇和乙醇的效率很高,這也是他們重新利用這一技術的原因。研究人員希望先將他們生產的染料用于軍事等小眾市場,隨后再推廣到卡車、火車及其他交通工具上。目前,他們正在進行進一步的優化,希望找到更有效、成本更低而且效果更持久的催化劑。
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