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.
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...