Разработан биологический способ получения пропана – углеводорода, который широко используется в качестве автомобильного топлива.

На наших дорогах можно все чаще заметить автомобили, которые вместо бензина используют газ. В основном это коммерческий транспорт – грузовики или автобусы, для которых на газе ездить экономически выгоднее. Внутри красных баллонов с надписью «огнеопасно» обычно скрывается газ пропан или его смесь с другими углеводородами, например, бутаном. Все эти углеводороды получаются путем переработки добытых из недр земли газа или нефти, которые человечество научилось использовать в качестве топлива или же сырья для производства всевозможных видов пластмасс. Однако в последнее время широко развились технологии получения топлива из биологического сырья. Но если такие термины, как биоэтанол или биодизель уже давно на слуху, то как обстоят дела с «биогазом»?

Пропан, как и другие газообразные углеводороды, используется в качестве топлива. Фото: Taylor Benett/Flickr

Биоэтанол уже сейчас используется в качестве автомобильного топлива. Фото: Stefan Schwarzkopf/Flickr

Многие автомобили оснащаются газовым оборудованием, что экономически целесообразно в первую очередь для коммерческого транспорта. Фото: Cordas Zoltan/Flickr

Пропан, в отличие от метана, легко сжижаемый газ, поэтому его достаточно просто хранить и перевозить в баллонах. Фото: Bob the Lomond/Flickr

Из биологических отходов научились получать метан – простейший из ряда углеводородов. Для этого используют специальные биореакторы. В них особые типы бактерий перерабатывают биомассу, в результате чего образуется смесь газов, состоящая в основном из нужного нам метана. Дальше его можно очистить от примесей, закачать в специальные емкости под давлением и использовать в качестве топлива. Такой процесс создан, отработан и уже существуют автобусы, которые ездят на биогазе. Однако есть одна проблема, и заключается она в отличии свойств метана от более тяжелых газов. 

Дело в том, что пропан и бутан можно перевести в жидкое состояние при обычной температуре и относительно невысоком давлении. Взять, к примеру, обычную бытовую зажигалку – тонкого корпуса из прозрачного пластика хватает, чтобы безопасно хранить сжиженный углеводород. А вот с метаном так не получится – чтобы перевести метан в жидкость, его придется охладить до температуры в – 82^оС. Поэтому, чтобы запастись необходимым количеством метана, приходится использовать емкость, которая сможет выдержать давление в несколько сотен атмосфер. Это делает метан намного менее удобным топливом для транспорта по сравнению с пропаном. Однако если бактерии, которые могут синтезировать метан, существуют, то вот с синтезом сложных углеводородов все намного более печально: в природе нет таких биологических процессов, в результате которых образовывался бы пропан. 

Исследователи из отделения биотехнологий университета Манчестера взялись за решение этой проблемы и придумали способ, как получить биопропан. Для этого они искусственно изменили биохимический процесс, по которому бактерия E. coli может производить спирт – бутанол. Бутанол или бутиловый спирт отличается от всем известного этилового спирта длиной углеродной цепочки – в ней четыре атома углерода, а не два, как у этанола. Биохимикам удалось изменить направление процесса так, что на последней стадии реакции вместо бутанола получался пропан. Конечно, пока что это не более чем лабораторное исследование, которое показало способ, по которому можно получать сложные углеводороды биологического происхождения. Однако у него есть шанс стать основой альтернативного способа получения эффективного топлива.

Фото: Taylor Benett/Flickr, Stefan Schwarzkopf/Flickr, Cordas Zoltan/Flickr, Bob the Lomond/Flickr

По материалам University of Manchester