《科学》化腐朽为神奇的另类生物燃料

　　

生物通报道，来自威斯康辛大学一项新的研究显示，被视为农业废料的一种副产品可以通过改造成功地转化为也许对汽车或喷气飞机有用的生物燃料，而其所产生的二氧化碳是一种非常适合于在地下掩埋或是其它可被截留的形式。最项新的成果文章Integrated Catalytic Conversion of Gamma-Valerolactone to Liquid Alkenes for Transportation Fuels发表在Science杂志上。

 

所谓的“纤维质生物燃料”是指来自木头、草或植物的不能吃的部分，它们是另类燃料的重要来源，因为它们无需以种植方式来获得，它们来自于被废弃的植物部分，因此，不会占用人类耕地（比如说，用玉米或者是作物去提炼乙醇就会导致与人类争夺粮食），可以轻易地获得，十分的环保。

 

据来自威斯康辛大学的Jesse Bond及其同僚披露，γ-戊内酯是一种来自于纤维质碳水化合物的化合物。人们可能以低成本且具商业性的规模来生产它。

 

 这些研究人员研究发现，在高压环境下，二氧化碳可通过催化过程被有效地从γ-戊内酯上切离，其剩下的部分是一种丁烯混合物。 在第二阶段的反应器中，这些丁烯化合物可被串联在一起并形成分子量较重的类似于那些在汽车和喷气飞机燃料中所见的碳氢化合物。

 

文字说明: 催化过程示意图。

资料来源: Jim Dumesic

 

这种加工就像其它的产生生物燃料的过程一样确实会产生二氧化碳，但在Bond等人的方法中，二氧化碳存在于一个相对较纯且加压的气流中。 这种形式的二氧化碳气体可（例如，比通过烧煤而产生的二氧化碳）更有效地被掩埋在一个储库之中，因为烧煤所产生的二氧化碳混有许多氮气，因此会占据更多的空间。

 

可以说这类生物燃料更加环保，不存在于人类争夺粮食的问题。

（生物通 小茜）

免费索取凋亡研究实用工具及技巧手册（中文第二版）！！

生物通推荐原文检索

"Integrated Catalytic Conversion of Gamma-Valerolactone to Liquid Alkenes for Transportation Fuels," by J.Q. Bond; D.M. Alonso; D. Wang; R.M. West; J.A. Dumesic at University of Wisconsin, Madison in Madison, WI.

 

延伸阅读

以细菌为生产工厂的生物燃料

近年来，能源危机不断升级，将合成生物学应用到能源领域中的想法也顺势而生，用细菌造石油成为可能，最新的Nature杂志上科学家们成功应用改造后的大肠杆菌制造生物燃料，文章Microbial production of fatty-acid-derived fuels and chemicals from plant biomass。

 

本篇研究中，来自美国联合能源研究所，合成生物工程研究中心，QB3研究所生物工程系，加州大学化学工程系，LS9.Inc，Lawrence 国家实验室的科学家们选择了第二种方式对原有的生命体进行改造。

 

文章通讯作者是合成生物学领军人物之一Jay Keasling，加州大学教授，同时也是美国能源部三大生物能源研究中心之一联合生物能源研究所主席。，Jay Keasling曾成功地改造大肠杆菌将其变成生成抗疟疾药物的工厂。

 

在这次新的研究中，Jay Keasling及其同事通过基因工程方法对大肠杆菌进行改造，让它将单糖生成更复杂的生物燃料（可直接应用的生物燃料）——脂肪酯（fatty esters）、脂肪醇（fatty alcohol）和蜡（waxes）。他们进而又让大肠杆菌来分泌半纤维素酶，它是来自植物的生物质的一个主要成分，可以将纤维素转化为生物燃料。