211service.com
Jetbränsle från växter
Forskare vid en startup i Colorado har förvandlat växtskrot till flygbränsle, en viktig demonstration av att högenergibränslen kan tillverkas effektivt från förnybar och riklig biomassa.
Kolvätehotshot: Peter Meinhold är forskningschef på Gevo, ett företag som kan förvandla växtskaft och flis till ett högenergikolväte som finns i bensin och flygbränsle.
Företaget Gevo har konstruerat en jäst som hjälper till att omvandla cellulosa som finns i träflis och växtstjälkar till butanol, en ingrediens i bensin. Forskarna kan sedan modifiera butanolen till flygbränsle.
Butanol har 30 procent mer energi än en lika stor mängd av ett konventionellt biobränsle som etanol. På grund av den överklagandet har sådana företag som Cobalt Biofuels, Gevo och DuPont utvecklat sätt att billigt och effektivt producera butanol från förnybara källor. En metod börjar med sockerarterna i majsstärkelsen och sockerröret. Ett annat sätt att göra det är med cellulosa som finns i växtstjälkar och flis. Det har varit lättare att designa jäst och bakterier för att jäsa stärkelsebaserat socker till butanol, men överflödet av naturlig cellulosa gör det till ett bättre råmaterial för produktion av biobränsle, säger Mike Cleary, chef för National Bioenergy Center vid National Renewable Energy Laboratory .
Cellulosa är den största källan till socker på planeten, säger Cleary. Svårigheten är att det är svårare att få tag i cellulosa och få tag i dessa sockerarter än att få i sig sockerarter från majskärnor.
För att göra ett biobränsle smälter bakterier eller jäst växtstärkelse till sockerarter som sedan fermenteras. 2005, när Gevo lanserades, meddelade man att man hade skapat en mycket effektiv metod för att omvandla majsbaserade sockerarter till butanol genom att koppla om enzymvägarna i jäst. Nu har forskarna infogat sin butanoljäsningsväg i en jäst som har skräddarsytts för att gå till jobbet på en blandad sockeruppslamning bildad av cellulosa i växtskaft.
Eftersom det packar mer energi än första generationens biobränslen som etanol, brinner butanol mer effektivt - med andra ord kan det leverera fler miles per gallon. En annan fördel: medan etanol kan blandas in i bensin i begränsade mängder, finns det ingen motsvarande gräns för butanol, eftersom det redan är en viktig del av bensin. Butanolens molekylära struktur gör att den lätt kan omvandlas till kemiska produkter som raffinaderier tillverkar av petroleumbränslen. Och butanol kan vara lättare att använda och transportera än etanol – det absorberar inte vatten som etanol gör, vilket gör det lättare att transportera i rörledningar.
Vi ville i grunden förändra hur biobränslen tillverkades och vilken typ av biobränsle vi kunde tillverka, säger Peter Meinhold, medgrundare och forskningschef på Gevo. Vi ville utveckla ett drop-in biobränsle – något som du kan använda direkt utan att behöva ändra bensinförsörjningen och bensininfrastrukturen.
Gevo har också utvecklat en unik separationsteknik för att öka effektiviteten i sin produktionsprocess, vilket gör en variant av butanol känd som isobutanol. Det är en utmaning att utvinna biobränslet från jäsningsslammet av socker och mikrober innan det är giftigt för organismerna. Gevos teknologi samlar snabbt upp isobutanolen när den produceras, vilket gör att den kan tillverkas i stora mängder.
Men Gevos teknologi har ännu inte demonstrerats i kommersiell skala. Det betyder att det återstår att se om Gevos produkt kan ta sig in på marknaden till en kostnad som är konkurrenskraftig med etanol och bensin.
Gevo, som grundades av Caltech-professorn Frances Arnold, Meinhold och andra, stöds av sådana investerare som Khosla Ventures. Samtidigt som Gevo kommersialisera sin teknologi kommer Gevo att behöva konkurrera med företag som LS9, som utvecklar ett sätt att producera diesel från cellulosa i en enstegsprocess. DuPont och BP har också samarbetat för att utveckla sina egna organismer för att producera butanol från olika sockerkällor.