来自俄罗斯远东异国情调的间歇泉谷的细菌可以驱使生物燃料市场远远超过其石油竞争对手。我们将其与石墨烯(一种原子级的“奇妙材料”)进行比较,因为像石墨烯一样,这个小虫子拥有独特的强大性能,使其比传统的虫子更快,更高效地发挥作用。

对于这种通往低成本生物燃料的途径,我们美国纳税人可以感谢自己:能源部科学办公室通过橡树岭国家实验室和佐治亚大学共同建立的生物能源研究中心,对该漏洞的最新研究提供了支持。

生物燃料的超级细菌

聚光灯下的细菌是Caldicellulosiruptor bescii,它可以在75至90摄氏度(最高华氏194度)的热水中繁殖。

Caldicellulosiruptor bescii(裁剪)由ORNL提供。

它早在1990年就被发现了,但是如果这个名字不响,您并不孤单。直到2010年,它都归为嗜热性厌氧菌(Anaerocellum thermophilum)的称号,但在2010年被重新分类,使用了目前的名称,但发音不太明显。

回到俄罗斯母亲的家中,细菌的饮食包括在没有氧气的真正炎热环境中能找到的一切:结晶纤维素,半纤维素,果胶,淀粉和阿拉伯胶。

如果您查看该列表中的纤维素,就会发现生物燃料研究人员所看到的,这是利用细菌咀嚼木本植物坚硬的细胞壁(即纤维素)并将生物质转化为糖的潜力。 ,其成本远低于当前技术所允许的成本。

该过程的金钱部分是细菌的纤维素酶CelA,该酶将纤维素转化为糖。

研究人员发现,这种细菌喜欢消化纳皮草,百慕大草,柳枝switch以及杨树,这很重要,因为杨树正成为生物燃料世界的“女孩”。它触及所有基础:一种非食品,低维护的多年生植物,几乎不需要或几乎不需要额外的水,这些植物可以在边缘土地上种植,并且可以作为对受污染场地的自然修复的两倍。

该错误有多快?

整个Caldicellulosiruptor bescii事物已经在我们的雷达下飞行了一段时间,尽管去年我们确实注意到了它的热爱表亲Caldicellulosiruptor obsidiansis,它在黄石公园的温泉中被发现。

就生物燃料成本而言,耐热角是重要的,因为它使酶能够在生物燃料加工操作的恶劣环境中以更高的效率保持竞争。

最新消息来自国家可再生能源实验室(NREL),该实验室刚刚完成了对酶CelA的彻底分析,该酶已发表在《科学》杂志上。

在这一轮测试中,研究人员证实,CelA消化纤维素的速度几乎是传统酶的两倍,后者是一种广泛使用的酶,称为Cel7A(我知道,令人困惑,对吧?他们不能使用其他名称或其他名称吗?)。

他们如何解决的?

为了得出这个结论,NREL研究人员给该酶饲喂了一种商业上可买到的结晶形式的纤维素,称为Avicel,您在那里吃的人可能会认为它是膳食纤维的一种形式。它还在生物燃料行业中用作纤维素降解的标准测试平台。

这是NREL的发现:

…CelA不仅可以在更常见的表面去除过程中消化纤维素,而且还可以在材料中形成空腔,从而与更常规的纤维素酶产生更大的协同作用,从而导致更高的糖释放。

至于石墨烯的比较,研究人员对他们的研究结果听起来像我们一直在报道的石墨烯新闻一样兴奋。这就是NREL科学家Yannick Bomble所说的:

CelA是我们研究过的最高效的单纤维素酶,很大程度上。它是一种非常复杂的酶,将两个催化域与三个结合模块结合在一起。它具有两个互补的催化结构域协同工作的事实,很可能使其成为了一种很好的纤维素降解剂。

低成本生物燃料的又一步

如果CelA最终投入商业性生物燃料生产,它将无法独自运作。目前,大多数生物燃料的生产都是基于15到20种不同酶(包括Cel7A)的“鸡尾酒”。但是,根据NREL,Cel7A是完成大部分工作的人。

因此,如果CelA可以替代Cel7A,那将对消化过程的效率产生重大影响,从而显着降低生物燃料的生产成本。

NREL的发现还表明,CelA热爱木糖,因此它也可以替代生物燃料混合物中的其他木糖专用酶(木糖广泛存在于木本植物中),这也将有助于降低成本。

让我们注意一下记录,高效热爱细菌只是生物燃料不可避免地迈向与石油产品平价的一种途径。

对于木质生物质,您还可以使用真菌路径和大肠杆菌路径等。

然后是藻类生物燃料,它已完全成为一条高速公路。

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