Конец мифа о водородной энергетике?
Mar. 30th, 2012 09:09 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
vitus_wagnerhttp://www1.cnsi.ucla.edu/news/item?item_id=2046567
В Лос-Анджелосском университете разработали процесс производства удобного в обращении жидкого топлива (изобутанола) используя электричество как единственный источник энергии и атмосферную углекислоту, как единственный источник углерода.
В качестве промежуточного переносчика энергии между установкой электролиза и бутанол-синтезирующими бактериями используется муравьиная кислота, которая, по утверждению авторов работы, куда удобнее в обращении, чем водород.
Так что теперь можно начинать строить термоядерные энергоустановки - удобный способ превратить выработанную ими энергию в форму, допускающую хранение, перевозку и утилизацию - создан.
В Лос-Анджелосском университете разработали процесс производства удобного в обращении жидкого топлива (изобутанола) используя электричество как единственный источник энергии и атмосферную углекислоту, как единственный источник углерода.
В качестве промежуточного переносчика энергии между установкой электролиза и бутанол-синтезирующими бактериями используется муравьиная кислота, которая, по утверждению авторов работы, куда удобнее в обращении, чем водород.
Так что теперь можно начинать строить термоядерные энергоустановки - удобный способ превратить выработанную ими энергию в форму, допускающую хранение, перевозку и утилизацию - создан.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2012-03-30 05:42 pm (UTC)no subject
Date: 2012-04-01 11:41 am (UTC)Переводчики такие переводчики...
no subject
Date: 2012-03-30 05:43 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-30 06:06 pm (UTC)Впрочем этанол из зерновых - тоже еще то развлечение. Это намерено выбранный чуть ли не самый неэффективный способ получения топлива из культурных растений.
А вот изобутанол в обращении практически столь же удобен, сколь бензин.
Особенно если научить продуцирующие бактерии жить при такой его концентрации, чтобы он от воды сам выделялся, без перегонки.
no subject
Date: 2012-03-30 06:45 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-30 08:00 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 07:58 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 10:23 am (UTC)по сравнению с попытками её хранения водород выглядит прям базальтом каким-нибудь.
no subject
Date: 2012-03-30 06:55 pm (UTC)ну слава богу! Раз вы разрешили, пойду и построю парочку. Только и ждал когда же мне изобутанола нальют.
КПД то какой у всех этих бактерий?
no subject
Date: 2012-03-31 08:00 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 09:23 am (UTC)Наблюдаем первые плоды.
no subject
Date: 2012-03-31 09:30 am (UTC)Хуже того, насколько я помню, СБ для производства требуют чуть ли не больше энергии, чем вырабатывают за весь срок службы.
no subject
Date: 2012-03-31 09:34 am (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 10:26 am (UTC)Очередная пропаганда нефтяных концернов да.
Текущие солнечные батареи отбивают энергию затраченную на свое производство за 1-4 года (смотря от широты и от типа solar cells) (ситуацию за полярным кругом не рассматриваем).
Гарантия на solar cells обычно 20-25 лет. По факту сколько они проработают никто не знает могут и все 100 лет. Сама по себе solar cells штука почти вечная, все отказы случаются от повреждения внешних контактов и изоляции от окружающей среды.
no subject
Date: 2012-04-01 07:34 am (UTC)no subject
Date: 2012-04-01 08:17 am (UTC)Диффузия мешает микросхемам на тонком техпроцессе (и с относительно высокими токами на каждый проводник)... а solar cells они плоскостные и токи там копеешные... там этот эффект не дожен проявляться.
Да и ионизирующему излучению там неоткуда взяться... не космос чай... да и слой стекла поверху который УФ отсекает.
PS: 180nm современный техпроцесс который обычно используется для military/space grade микросхем считается фактически не подверженным проблеме диффузии.
PPS: совершенно не претендую на 100% достоверность всего что я тут написал, я всетаки не спец по полупроводникам, все что я тут написал я видел в тех или иных открытых источниках.
no subject
Date: 2012-03-30 06:58 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 08:04 am (UTC)Вот получение изобутанола из произвольных органических остатков, было бы революцией.
no subject
Date: 2012-03-31 11:00 am (UTC)no subject
Date: 2012-04-01 06:02 am (UTC)no subject
Date: 2012-04-01 05:45 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-30 07:13 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-30 10:29 pm (UTC)no subject
Date: 2012-03-31 08:02 am (UTC)Я, правда не представляю, как будет вести себя этанол в двухкомпонетнтной системе вода-изабутанол. Будет ли он оставаться в воде или переходить в органическую фазу.
no subject
Date: 2012-03-31 08:44 am (UTC)На практике это будет слишком сложно для регулирования. Сыр и кефир, конечно, делают при помощи сложных сообществ, но там-то реально некоторые проблемы с вариантом "взять и смешать потом". Но если синтезируются такие нехитрые вещества как два обыкновенных спирта, то намного проще не мучиться, а вести процесс по-отдельности.
Да и единой правильной смеси не будет. Соотношение, скорее всего, будет различаться в зависимости от желаемого октанового числа, от погоды, от состояния мотора (холодный/прогретый). Т.е. в системах впрыска, которые специально рассчитаны на такое топливо, вообще было бы логично заправлять в отдельные баки, чтоб система сама смешивала по ситуации. Ну а уж для обычных, старого типа, двигателей - смешивать заранее, как-нибудь в соответствии с текущим сезоном и с желаемым октановым числом.
> Будет ли он оставаться в воде или переходить в органическую фазу.
Конечно, он будет и там, и там.
Вообще-то в подобных случаях есть ещё другой вариант - своим присутствием превратить систему в однофазную.
...Только вот терзают меня смутные сомнения относительно даже теоретической возможности иметь какие-то организмы, которые бы (в живом, синтезирующем состоянии, не в виде каких-то там спор) выдерживали такие концентрации спиртов вроде изобутанола, при которых они аж в отдельную фазу выпадают. Это ко всяким там относительно тонко действующим антибиотикам устойчивость можно выработать. А спирты - они ж работают как дубина или тот лом, против которого нет приёма. Тупо встраиваются в липидную мембрану клеток и органелл (у кого таковые есть), и разрушают её. И вот у меня такое сильное подозрение, что, если повышать концентрацию того же изобутанола, то ещё сильно до того, как появится отдельная фаза, этот изобутанол набьётся в мембраны клеток до полного развала. Особенно при условии того, что именно внутри клеток и синтезируется (а значит, мембрана вынуждена контактировать с куда большей концентрацией, чем та, которая во внеклеточной среде).
Не знаю, может быть, имеет какой-то смысл разве что извлекать изобутанол путём экстракции каким-то совсем малорастворимым в воде и высококипящим неполярным растворителем, от которого потом продукт будет удобнее отогнать, чем непосредственно из воды.
no subject
Date: 2012-04-01 06:01 am (UTC)Дрожжи переносят этанол в концентрации до 130-150 г/л, так что бактерии, живущие в насыщенном растворе изобутанола - это реально.
no subject
Date: 2012-04-01 01:01 pm (UTC)Или вот можно тогда уж с эфиром сравнить - у него растворимость в воде чуть меньше, но похожего порядка, около 65 г/л. Но как на нервную деятельность действует! А ведь все такие низкомолекулярные вещества - они на нервную деятельность действуют именно через встраивание в мембраны и нарушение их свойств.
Так вот есть подозрение, что изобутанол именно в силу меньшей, чем у этанола, растворимости в воде, имеет значительно более высокие распределения между водой и менее полярными или неполярными растворителями, в пользу последних. А поскольку мембрана посередине - это как раз подобие неполярного или малополярного растворителя, то первое, что изобутанол сделает - это постарается в эту мембрану набиться, и гораздо более плотно, чем этанол. Причём если у этанола при 13-15% этому есть какой-то предел (к которому организм может даже приспособиться, поменяв как-то состав мембраны), в силу скромного соотношения распределения, то в насыщенном растворе изобутанола (откуда он и сам, без всяких центров фазообразования готов выпасть) такого предела, очень вероятно, не окажется, а мембраны клеток как раз послужат первыми и главными центрами фазообразования (что для этанола вообще неактуально именно потому, что он никуда выпадать не собирается). Т.е. изобутанол будет набиваться в мембрану, увеличивая её объём (то ли ширину - заставив пойти складками, то ли толщину, то ли то и другое вместе), до тех пор, пока не станет преобладать в составе мембраны, и тогда она распадётся на всякие капли новой фазы и, может быть, мицеллы. Ну или до капель и не дойдёт, а просто порвётся в каком-то месте от полной потери штатных механических свойств, и финита ля комедия.
> так что бактерии, живущие в насыщенном растворе изобутанола - это реально.
Насчёт живущих в насыщенном растворе изобутанола - ещё готов поверить. Но только при условии, что они его жрут (скорее всего, в аэробных условиях - а то что ещё энергетически осмысленного можно с изобутанолом сделать?), прикрывшись специально усиленным диффузионным барьером (правда, тут надо считать, чтобы через тот же диффузионный барьер кислород успевал поступать в нужном темпе, а с этим могут быть проблемы - но это, допустим, можно специально организовать, подавая кислород под повышенным давлением), а не вырабатывают. А вот у клетки, которая вырабатывает вещество, находясь в его насыщенном растворе, очевидно, внутри концентрация должна быть хоть немного, но выше насыщенной! В силу того же диффузионного барьера, даже если он и не усиленный.
...Да, как насчёт бактерий, живущих в насыщенном растворе хлороформа? Там ведь тоже примерно такой механизм действия - мембраны сносит...
этанол-изабутаноловая смесь
Date: 2012-03-31 09:54 pm (UTC)Re: этанол-изабутаноловая смесь
Date: 2012-03-31 11:53 pm (UTC)Re: этанол-изабутаноловая смесь
Date: 2012-04-01 06:59 pm (UTC)"Холодный" двигатель тоже видел один раз. Шоссе в степной Украине, +35, и логан со скоростью не ниже 100 км/ч. Когда через два часа езды термометр всё ещё показывал температуру двигателя меньше половины от рабочей, я заподозрил, что термодатчик сдох. Но оказалось, что он просто так хорошо охлаждался.
no subject
Date: 2012-03-31 08:13 am (UTC)Вообще-то было бы интересно сделать систему (возможно, и в виде живого микроорганизма), которая бы работала на электричестве непосредственно. Ведь вроде же есть какие-то бактерии, которые в море "жрут" металлическое железо (правда, интересно, как они это делают). Окислительно-восстановительный потенциал вроде вполне достаточный для питания реакций фиксации углерода. Или и эти бактерии, злодеи, обманывают народ, и жрут не металлическое железо, а потихоньку выходящее в раствор железо(II), и используют для кислородного дыхания? Тогда, конечно, облом.
Но вот попробовать питать микробов (не этих, и не "железных", а каких-то там ещё) не муравьиной кислотой, а каким-нибудь подобием "профессиональных" переносчиков электронов - тоже было бы интересно. Ибо, например, какие-нибудь хиноны "заряжать" электричеством может оказаться значительно проще.
no subject
Date: 2012-03-31 11:38 am (UTC)А кормить бактерий электричеством интереснее для получения сахаров и аминокислот. Изобутанол невкусный.
no subject
Date: 2012-03-31 12:05 pm (UTC)Жидкое топливо - намного удобнее. Потому что оно в процессе эксплуатации расходуется полностью. Не надо заботиться об утилизации батареи у которой израсходованы электроды, не надо тащить мертвый вес запасных батарей. ДА и залить жидкость в бак куда удобнее, чем менять аккумуляторы.
А что аксается сахаров и аминокислот, то на данный момент на Земле имеется избыточная продуктивность сельского хозяйства. При наличии достаточного количества жидкого топлива можно выращивать продукты питания и для себя, и для скотины в виде более привычных высших растений во вполне достаточном количестве.
no subject
Date: 2012-03-31 12:09 pm (UTC)А на Земле уже скучно, пора думать, чем в дальних походах питаться. Ну и партизанам тоже надо что-то есть, а к сельхозпродукции их могут не допустить.
no subject
Date: 2012-03-31 07:07 pm (UTC)Что касается партизан, то им придется либо опираться на поддержку местного населения, либо питаться дикорастущей флорой/фауной. Потому что здоровенная хрень с солнечными батареями, а тем более ядерный реактор, современными средствами технической разведки засекается нараз.
У Че Гевары всего лишь печка была, и то уконтропупили по инфракрасному излучению. У Дудаева всего лишь спутниковый телефон был. Тоже хватило.
no subject
Date: 2012-03-31 11:01 pm (UTC)Да этими средствами сами партизаны засекаются не намного хуже, как минимум, как только из своего убежища вылезают. Что ж им теперь, в холоднокровных животных переквалифицироваться? С другой стороны, ложные цели могут помочь, мобильность объекта - тоже.
Ну и наконец, возможен же и оптимистичный сценарий - это когда на этиз "партизан", собственно говоря, никто и не охотится, ну и они сами тоже стараются не лезть на рожон, а от партизан только одно название. В смысле, живут себе, жрать не просят, ну и как бы никого не беспокоят по этой причине.
no subject
Date: 2012-04-04 03:21 am (UTC)Ну и питаться надо окружающей средой.