生物能源突破:开发的更便宜的方法,以帮助植物产生燃料

生物燃料生产

一个新的发现可以使生物燃料生产更具成本效益。

化学家,工程师在实验室中创造了生物能源生产的关键组成部分。

科学家们弄清楚了一种更便宜,更有效的方式来在许多生物过程中进行化学反应,这可能导致更好的方法来从植物中创造生物燃料。

世界各地的科学家多年来一直在努力创造生物燃料和其他生物化素线更便宜;本研究发表于杂志科学报告,建议可以这样做。

“如果您希望将最终产品与化石燃料有竞争力,则将糖转化为酒精的过程,”俄亥俄州州立大学化学和生物化学教授的高级作者Venkat Gopalan说。yabovip2021“如何做到这一点,成熟,但即使有重大的政府补贴,成本也没有竞争力。这种新的发展可能有助于降低成本。“

在他们发现的核心:一种更便宜和更简单的方法来创建允许细胞中的碳变成能量的“辅助分子”。那些辅助分子(化学家呼叫辅因子)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)及其衍生物(NADPH)。长期以来,这些辅助因子已知是从植物中转化为丁醇或乙醇的关键部分。辅助actor也在减缓癌细胞的新陈代谢方面发挥着重要作用,并且是对某些癌症治疗的目标。

但NADH和NADPH很贵。

“如果您可以将生产成本降至一半,这将使生物燃料成为一种非常有吸引力的添加剂,使汽油燃料燃料,”俄亥俄州州的高级作者,最近退休的工程教授。“丁醇通常不用作添加剂,因为它不便宜。但如果你能廉价地廉价,微积分会改变。您可以将丁醇的成本降至一半,因为在使用这款辅助因子时成本束缚。“

为了在实验室中创建这些还原的辅助因子,研究人员通过分层镍和铜,两个廉价元素构建了电极。该电极使它们从相应的氧化形式中重新创建NADH和NADPH。在实验室中,研究人员能够使用NADPH作为从另一个分子生产酒精的辅助子,他们故意表明他们构建的电极可以帮助将生物质 - 植物细胞转化为生物燃料。这项工作由Jonathan Kadowaki和Travis Jones,Subramaniam Lab的两位机械和航空工程研究生,以及Gopalan Lab的博士后研究员Anindita Sengupta。

但由于NADH和NADPH在细胞内的许多能量转换过程的核心,这一发现可以帮助其他合成应用。

Subramaniam之前的工作表明电磁场可以减缓一些乳腺癌的蔓延。他于2020年12月31日从俄亥俄州州退休。

他说:这一发现是联系的:科学家可能有可能更容易且经济地控制一些癌细胞中的电子流量,潜在地减缓它们的生长和转移能力。

如果科学家可以创造一种合成植物,那么夏克兰南也已经花了大部分的科学职业探索,这些东西将使用阳光能量将二氧化碳转化为氧气。他认为,在足够大的规模上,这种创作可能会降低大气中的二氧化碳量,并有助于解决气候变化。

“我一直对那个问题感兴趣,”我们可以制作合成植物吗?我们可以做一些可以用二氧化碳解决这个全球变暖问题的东西吗?“”亚拉马里亚姆说。“如果用植物做这是不切实际的,因为我们通过砍伐森林摧毁它们,还有其他无机方法吗?”

这一发现可能是迈向目标的一步:植物使用NADPH将二氧化碳变成糖,最终通过光合作用成为氧气。制作NADPH更可访问,更实惠的可以产生人工光合作用反应。

但其最有可能和最直接的应用是生物燃料。

研究人员聚集在一起进行这种科学探究是罕见的:生物化学家和工程师往往不进行联合实验室研究。

Gopalan和Subramaniam在俄亥俄州州应用植物科学中心(帽子)主办的一次头脑风暴会议,他们被告知要考虑“大天空想法”,这可能有助于解决一些社会的最大问题。Subramaniam告诉Gopalan与电极和细胞的工作,“我们知道的下一件事,我们正在讨论这个项目,”Gopalan说。“如果它不适合CAPS研讨会,我们当然不会互相谈话。”

参考:J.T.Kadowaki,T. H. Jones,A. Sengupta,V.Gopalan和V.Sumaramaniam,1月2021年,J.T. H. Jones,A. Sengupta。科学报告
DOI:10.1038 / S41598-020-79761-6

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