Βασιλική ΜιχοπούλουΜια ομάδα εμπειρογνωμόνων στα βιοκαύσιμα από το Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) στράφηκαν στο παράξενο βακτηριακό μόριο Streptomyces, που έχει τη μορφή ενός σαγονιού γεμάτου με αιχμηρά δόντια, για να δημιουργήσουν έναν νέο τύπο βιοκαυσίμου που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε όλους τους τύπους οχημάτων, συμπεριλαμβανομένων των πυραύλων. Το εν λόγω βιοκαύσιμο παρουσιάζει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τα πιο προηγμένα καύσιμα βαρέως τύπου που χρησιμοποιούνται σήμερα, συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων για τους πυραύλους που χρησιμοποιεί η NASA.
«Αυτή η βιοσυνθετική οδός παρέχει μια καθαρή διαδρομή προς καύσιμα υψηλής ενεργειακής πυκνότητας που μέχρι τώρα μπορούσαν να παραχθούν μόνο από πετρέλαιο και μέσω μιας εξαιρετικά τοξικής συνθετικής διαδικασίας», λέει ο επικεφαλής του έργου Jay Keasling, πρωτοπόρος στη συνθετική βιολογία και Διευθύνων Σύμβουλος του Department of Energy’s Joint BioEnergy Institute (JBEI) και συνεχίζει: «Καθώς αυτά τα καύσιμα θα παράγονται από βακτήρια που τροφοδοτούνται με φυτική ύλη, η οποία δημιουργείται με τη βοήθεια του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας, η καύση τους στους κινητήρες θα μειώσει σημαντικά την ποσότητα των προστιθέμενων αερίων του θερμοκηπίου συγκριτικά με οποιοδήποτε καύσιμο που παράγεται από το πετρέλαιο».
Το απίστευτο ενεργειακό δυναμικό των μορίων αυτών των υποψήφιων καυσίμων που ονομάζονται POP-FAMEs (polycylcopropanated fatty acid methyl esters) οφείλεται στη στερεοχημική δομή τους και στους ισχυρούς δεσμούς μεταξύ των μορίων άνθρακα που τους επιτρέπουν να συσσωρεύονται σε μικρό όγκο, αυξάνοντας τη μάζα, και επομένως τη συνολική ενέργεια, του καυσίμου που χωράει σε κάθε δεδομένη δεξαμενή.
Αν και ακόμα δεν έχουν παραχθεί αρκετά μόρια του υποψήφιου καυσίμου για δοκιμές πεδίου - χρειάζονται 10 κιλά καυσίμου για να γίνει μια δοκιμή σε έναν πραγματικό πυραυλικό κινητήρα- οι ερευνητές μπόρεσαν αξιολογήσουν την ενεργειακή τους πυκνότητα και να εκτιμήσουν με προσομοιώσεις υπολογιστή την απόδοσή τους σε σύγκριση με τα συμβατικά καύσιμα. Τα δεδομένα προσομοίωσης έδειξαν ότι τα υποψήφια καύσιμα POP είναι ασφαλή και σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου και ότι παρουσιάζουν ενεργειακή πυκνότητα άνω των 50 megajoules ανά λίτρο μετά από χημική επεξεργασία, την ώρα που η κανονική βενζίνη παρουσιάζει 32 megajoule ανά λίτρο, ενώ το JetA, το πιο κοινό καύσιμο αεριωθουμένων και το RP-1, ένα δημοφιλές καύσιμο πυραύλων με βάση την κηροζίνη, έχουν περίπου 35.
Κατά τη διάρκεια της έρευνας η ομάδα ανακάλυψε ότι τα μόρια POP-FAME έχουν παρόμοια δομή με ένα πειραματικό καύσιμο πυραύλων με βάση το πετρέλαιο που ονομάζεται Syntin, το οποίο αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1960 από τη διαστημική υπηρεσία της Σοβιετικής Ένωσης και χρησιμοποιήθηκε για πολλές επιτυχημένες εκτοξεύσεις πυραύλων Soyuz στις δεκαετίες ‘70 και ‘80. Παρά την ισχυρή του απόδοση, η κατασκευή του Syntin σταμάτησε λόγω του υψηλού κόστους και της ανθυγιεινής διαδικασίας που στηριζόταν σε μια σειρά συνθετικών αντιδράσεων με τοξικά υποπροϊόντα και σε ένα ασταθές εκρηκτικό ενδιάμεσο.
«Αν και τα POP-FAME μοιράζονται παρόμοιες δομές με το Syntin έχουν ανώτερη ενεργειακή πυκνότητα. Οι υψηλότερες ενεργειακές πυκνότητες επιτρέπουν χαμηλότερους όγκους καυσίμου, κάτι που σε έναν πύραυλο μπορεί να επιτρέψει αυξημένα ωφέλιμα φορτία και μειωμένες συνολικές εκπομπές», προσθέτει ο Alexander Landera, ένας από τους ερευνητές της μελέτης .
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ενεργειακή πυκνότητα είναι το παν όταν πρόκειται για αεροπορία και πυραύλους και εδώ είναι που η βιολογία μπορεί πραγματικά να λάμψει. Η ομάδα μπορεί να φτιάξει μόρια καυσίμου προσαρμοσμένα στις εφαρμογές που χρειαζόμαστε σε αυτούς τους ταχέως εξελισσόμενους τομείς. Οι ίδιοι ελπίζουν να εφαρμόσουν τη διαδικασία και σε στελέχη βακτηρίων που θα μπορούσαν να παράγουν μεγάλες ποσότητες μορίων POP από φυτικά υπολείμματα τροφίμων (όπως μη βρώσιμα γεωργικά υπολείμματα ), δυνητικά δημιουργώντας το απόλυτα ουδέτερο σε άνθρακα καύσιμο.
Πηγή: Berkeley Lab
