Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 12

По большому счету, переваривая планктон, кит извлекает из него энергию Солнца, которую микроскопические рачки и водоросли аккумулируют в процессе жизни. Повторить механизм пищеварения кита человек пока не может — уж очень сложны происходящие при этом химические реакции. Но извлечь эту энергию все же можно, если призвать на помощь бактерии.

Собственно, этой энергией, не задумываясь, ежедневно пользуются на земном шаре миллионы и миллионы людей, поворачивая кран газовой плиты. Ведь газ — это продукт переработки органических веществ микроскопическими бактериями. А использовать его можно не только для приготовления пищи, но и для нагрева воды для паровых двигателей или даже напрямую сжигать его в цилиндрах моторов, специально для этого приспособленных. Свидетельством тому тысячи и тысячи автомобилей с газовыми баллонами на дорогах страны.

Не так давно исследователи Вирджинского университета (США) сумели изготовить ловушки для планктона, копирующие устройство китового уса, и убедились в их эффективности. Но кит, как сказано, достигает массы 150 тонн, а водоизмещение океанского лайнера может составлять десятки и сотни тысяч тонн. Прямой связи между весом и потреблением энергии нет, но все же ясно, что кораблю планктона нужно больше, чем киту. А где его взять?

Еще в 80-е годы прошлого столетия эту проблему решили наши специалисты из гидрофизической лаборатории МГУ в рамках проекта «Биосоляр». Суть его состояла в следующем. В бассейне под ярким светом ламп, имитирующих солнечный свет, они разводили микроводоросли. По мере накопления биомассу перекачивали гидронасосами в специальные реакторы — метантенки. Заложенные в них бактерии брожения перерабатывали микроводоросли в метан. Ну, а этот газ, как уже сказано, годится для промышленных паровых котлов.

Взяв за основу такую технологию, американские исследователи доработали ее с учетом природных условий. И теперь она выглядит следующим образом. В морскую воду караванных путей, которым традиционно следуют морские суда, нужно периодически добавлять питательные вещества — подкормку для интенсивного размножения микроводорослей и планктона.

В «ЮТ» № 3 за 2005 г. мы уже рассказывали вам, как международная группа ученых, работавшая в Атлантике на корабле «Полярная Звезда» под руководством профессора Виктор Сметачека, установила, что наиболее лакомой едой для фитопланктона является сульфат железа и некоторые другие вещества.

Быстро растущую биомассу каждое судно по мере надобности и будет закачивать во время плавания в свои метантенки, где она станет превращаться в горючий газ. Ну а полученный газ можно использовать как топливо и для паровых котлов, и для двигателей внутреннего сгорания, и даже для газовых турбин.

Идея уже обсуждена на нескольких научных симпозиумах и признана перспективной. И теперь исследователи планируют строительство опытного судна, на котором можно было бы проверить эту технологию практически. Кроме того, предстоит вывести методами генной биоинженерии особо эффективные сорта микроводорослей и бактерий. А то ведь сейчас, по самым оптимистичным подсчетам, КПД биоустановки, получается, не превышает 1 процент — меньше, чем у паровоза…

Впрочем, это не единственный способ получения топлива из органики. Немецкие исследователи из университета Карлсруэ в сотрудничестве со своими коллегами из университета Квинсленда (Австралия) намерены по-своему наладить получение экологического горючего будущего — водорода.

Как известно, одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада производит в процессе фотосинтеза углеводы. Но, если в окружающей среде мало кислорода, хламидомонада начинает производить водород, когда-то дешево получать который из воды мечтал еще всемирно известный фантаст Жюль Верн. Ведь молекула воды, как известно, состоит из водорода и кислорода. Водород прекрасно горит, а кислород — поддерживает горение.

В этом биореакторе 30 литров раствора хламидомонад при ярком освещении производят водород. Им можно заправлять не только судовые двигатели, но и автомобильные.

Однако ни сам знаменитый фантаст, ни кто-либо из ученых за прошедшие 150 лет так и не додумались, каким образом дешево разлагать воду на составные элементы. Если делать это с помощью электролиза, как это традиционно делается сейчас, то энергии на разложение воды тратится больше, чем ее потом получают от сгорания водорода.