• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.02.2022
Даниил Сухинов
971

Разработан новый экологичный подход производства ценных химикатов из промышленных отходов

3.8

Группа американских биотехнологов разработала новый метод производства важных для промышленности и повседневной жизни ацетона и изопропанола из недорогих газовых отходов. Новая технология позволит сократить выбросы углекислого газа на 160% по сравнению с классическими методами производства.

Микрофотография бактерий рода Clostridium.
Микрофотография бактерий рода Clostridium. / ©Wikimedia Commons

Сегодня биотехнологии все чаще применяют для производства различных химикатов, продуктов, витаминов, антибиотиков и прочих веществ. Наибольший интерес с точки зрения переноса производства на биотехнологические рельсы представляет замена старых методов производства тех же химикатов из ископаемых ресурсов, да еще генерирующих при этом парниковые газы. Характерные примеры таких производств — получение ацетона и изопропанола из продуктов переработки нефти.

Группа исследователей под руководством сотрудников Северо-Западного университета (США) и компании LanzaTech, специализирующейся на производстве промышленных химикатов без использования ископаемых ресурсов, решила изменить эту ситуацию. Ученые создали штамм анаэробной бактерии Clostridium autoethanogenum, который способен перерабатывать недорогие газовые отходы (такие как промышленные выбросы и синтез-газ) и получать ацетон и изопропанол в процессе газовой ферментации с селективностью более 90%.

Проведя анализ жизненного цикла бактерии, команда обнаружила, что новый метод производства способен стать углеродно-отрицательным: при производстве потреблять CO2, а не производить и выбрасывать его в атмосферу. Таким образом, новая технология способна сократить выбросы углекислого газа более чем на 160% (то есть условно сделать выбросы CO2 отрицательными) по сравнению с обычными процессами, если она будет широко распространена.

Обзор применяемых инструментов и стратегий, используемых при разработке технологии производства ацетона и изопропилового спирта из промышленных отходов, от проверки концепции до промышленного уровня. / © Liew F.E., et al., Nature biotechnology, 2022

«Ускоряющийся климатический кризис в сочетании с быстрым ростом населения ставит перед человечеством одни из самых насущных проблем, связанных с непрекращающимся выбросом и накоплением CO2 во всей биосфере, — комментирует Майкл Джуэтт (Michael Jewett), сотрудник Северо-Западного университета и соавтор исследования. — Используя нашу способность сотрудничать с биологией для производства того, что нам необходимо, где и когда это необходимо, на устойчивой и возобновляемой основе, мы можем воспользоваться доступным CO2 для преобразования биоэкономики».

Совокупный мировой рынок ацетона и изопропанола превышает 10 миллиардов долларов. Оба вещества — популярные промышленные растворители, также они нужны в производстве некоторых полимеров вроде оргстекла и полипропилена.

Сравнение существующих способов получения ацетона и изопропанола и разработанного процесса газовой ферментации (b) в форме схем (а) и по выбросу углекислого газа на килограмм продукта (с). / © Liew F.E., et al., Nature biotechnology, 2022

Кроме того, ацетон можно использовать при производстве лаков, лекарственных препаратов, средств для очистки инструментов и снятия лака, а также более эффективного и экологически чистого топлива, чем существующие дизельное и реактивное. В свою очередь, изопропанол — или изопропиловый спирт — в последнее время приобрел популярность в связи с пандемией коронавируса как дезинфицирующее и антисептическое средство.

Специалисты из Северо-Западного университета и LanzaTech считают, что разработанные штаммы и процесс ферментации вскоре переведут на промышленные масштабы. Этот подход также потенциально можно применить для создания оптимизированных процессов производства других ценных химических веществ.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 17:37
Igor

К неожиданным прорывам в науке могут привести даже пустяковые вещи вроде чаинок в чашке. Парадокс чайного листа только на первый взгляд кажется неважным, но в свое время им заинтересовался Альберт Эйнштейн. Решение парадокса ученый представил на одной из конференций, чем вызвал ажиотаж у академической публики. Докладу немецкого физика уже почти 100 лет, а самому парадоксу — гораздо больше, но исследователи во всем мире продолжают использовать его в своих работах. Например, недавно китайские ученые применили его для изучения концентрации веществ в наножидкостях.

Позавчера, 17:52
Александр Березин

Космический телескоп «Гайя» позволил оценить скорость движения рекордного количества звезд в Млечном Пути, и новые данные оказались крайне неожиданными. Дело не только в том, что его масса упала во много раз: стало ясно, что сама структура Галактики не такая, как думали раньше.

Позавчера, 16:05
ЮФУ

Разработка ученых Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ потенциально может найти применение в производстве экологически чистого топлива и накопления энергии. Кроме того, технология может значительно повысить эффективность расщепления воды, способствуя переходу к устойчивой энергетике.

Позавчера, 17:52
Александр Березин

Космический телескоп «Гайя» позволил оценить скорость движения рекордного количества звезд в Млечном Пути, и новые данные оказались крайне неожиданными. Дело не только в том, что его масса упала во много раз: стало ясно, что сама структура Галактики не такая, как думали раньше.

26 сентября
Мария Азарова

Ученые применили современные методы, такие как микрокомпьютерная томография, получили сотни рентгеновских изображений и создали 3D-модель. Все для того, чтобы обнаружить следы опухоли во внутренней части черепа человека, жившего в середине IV века нашей эры. Это самый ранний случай менингиомы на Пиренейском полуострове — из тех, что известны науке.

Вчера, 17:37
Igor

К неожиданным прорывам в науке могут привести даже пустяковые вещи вроде чаинок в чашке. Парадокс чайного листа только на первый взгляд кажется неважным, но в свое время им заинтересовался Альберт Эйнштейн. Решение парадокса ученый представил на одной из конференций, чем вызвал ажиотаж у академической публики. Докладу немецкого физика уже почти 100 лет, а самому парадоксу — гораздо больше, но исследователи во всем мире продолжают использовать его в своих работах. Например, недавно китайские ученые применили его для изучения концентрации веществ в наножидкостях.

31 августа
Сергей Васильев

Вопреки предсказаниям, кислород-28 оказался крайне неустойчивым. Физики не успели даже зарегистрировать такие ядра, хотя теоретически они должны быть дважды магическими, а значит — особенно стабильными.

31 августа
Дарья Губина

Тотальная память — плохо для мозга. Чтобы детально запомнить событие, стоит о нем вспоминать как можно реже. Чем больше вы знаете по теме, тем больше новой информации вы запомните. Но если информации будет слишком много, то не вся она будет зафиксирована в мозге. Naked Science разбирается, как сегодня ученые, нейробиологи и психологи объясняют способности нашего мозга запоминать и учиться.

Позавчера, 17:52
Александр Березин

Космический телескоп «Гайя» позволил оценить скорость движения рекордного количества звезд в Млечном Пути, и новые данные оказались крайне неожиданными. Дело не только в том, что его масса упала во много раз: стало ясно, что сама структура Галактики не такая, как думали раньше.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: