新しいインフラストラクチャを構築し、馴染みのない電源に適応するコストを考慮すると、化石燃料の使用をすぐにやめることはないでしょう。 次に最適なソリューションは何ですか？ 既存の燃料をより環境に優しく再生可能にします。
それは、インペリアルカレッジロンドンとフィンランドのトゥルク大学の科学者による新しい研究の背景にある考え方であり、最終的には光合成細菌を同軸にして太陽光をプロパンガスに変えることを目指しています。 この技術は、商業的に実現可能になるまでに長い道のりがあります。 しかし、最初のステップとして、私たちの消化器系で発見されたバクテリアである大腸菌をtrickして、少量のエンジン対応プロパンを生成することに成功しました。
伝統的に、プロパンは天然ガスおよび石油処理の副産物として生成されます。 天然ガスから除去されて、加圧されたパイプラインに沿った輸送をより安全にし、石油精製所が石油をガソリンまたは暖房油に分解するときにそれを生産します。
3段階のプロセスで、科学者は酵素を使用して、通常細胞膜の作成に使用される大腸菌の脂肪酸を最初に遊離させました。 これらの1つである酪酸は、別の酵素でブチルアルデヒド（ブタンの誘導体）に変換されました。 最後に、チームはブチルアルデヒドをプロパンに変換しました。 電子で変換酵素を刺激すると、プロセスが強化されます、チームが見つかりました。
Nature Communications誌で最近説明されたように、プロジェクトは初期段階にあります。 しかし、論文の著者の1人であるパトリック・R・ジョーンズは、この方法は、生物を使って燃料をつくる同様の試みよりも簡単だと言います。 酵母またはバクテリアは、砂糖またはトウモロコシからエタノールを生産する役割を果たし、人工光合成バクテリアも作物からディーゼルを作ります。 エタノールは現在、主に政府の補助金とインセンティブのおかげで、米国でガソリンに一般的に追加されています。 しかし、細菌由来のバイオディーゼルは、主にコストと効率の問題が続いているため、まだ広く使用されていません。
「[光合成]バイオディーゼルの場合、プロセスには多くのステップがあり、これらの各ステップには効率の面でペナルティがあります」とジョーンズは言います。 「少なくとも理論的には、ステップ数を削減できれば、より効率的なプロセスを実現できます。」
プロパンはそのコンパクトな化学構造のために生物の細胞から容易に分離されるため、他の燃料とは対照的にプロパンに焦点を当てることでプロセスも簡素化されます。 エタノールは、トウモロコシ、砂糖、およびその他の作物から作成できますが、エネルギー集約的なプロセスで水から物理的に分離する必要があります。 藻類からディーゼル燃料を収穫する現在の方法は、細胞を破壊することを含み、そうすることで、燃料を作っている生物を殺します。 プロパンを使用すると、 大腸菌を破壊することなく燃料を分離できます。
プロパンはガスとして簡単に収集できますが、水素よりも安全に保管しやすいため、特に空気と混合した場合、ガスとして非常に危険です。 輸送のために液化するのが簡単で、既存のインフラストラクチャと互換性があるため、これも選択されたとジョーンズは言います。 プロパンは、主に米国の屋外グリルに関連付けられていますが、フォークリフトやボートモーターの動力にも使用されています。 車はプロパンで走るように変換することさえできます。 このプロセスは、ガス価格が米国よりもはるかに高い英国でかなり一般的です。
作業が簡単なため、チームはこの段階で大腸菌を使用しています、とジョーンズは言います。 しかし、最終的に、研究者は、 大腸菌が必要とする栄養素の食事ではなく、太陽光が細胞に電力を供給するエネルギーを提供するように、 大腸菌からのプロセスを光合成細菌に移植したいと考えています。 これにより、プロセスのステップ数が再び削減されますが、科学者がその点に到達する前に行うべき多くの作業が残っています。
「理論的に完全な、またはほぼ理論的に完全なシステムのみが商業化される可能性があります」とジョーンズは言います。 「だから、可能な限りうまく機能する[プロセス]に到達することが重要です。」現在、ジョーンズは、業界が関心を示す前に、プロセスから1, 000〜5, 000倍の燃料を生産する必要があると見積もっています。 そして、その時点から、既存の化石燃料の代替として商業的に実行可能になる前に、より多くのエンジニアリングと改良が行われなければなりません。
「私たちが使用する酵素にいくつかの問題があります」とジョーンズは言います。 「だから、代替酵素を探したり、私たちが持っている酵素を改良したりする必要があり、これらはそれ自体で大きなプロジェクトになるでしょう。」
近いうちに、バクテリアや太陽が生成するプロパンを使って車を運転したり、ハンバーガーを焼いたりしないことは明らかです。 しかし、インペリアルカレッジロンドンの記事で、ジョーンズは、このプロセスが今後5〜10年で商業的に実行可能になることを望んでいると述べました。
仮にその見積もりが多かったとしても、太陽光発電によるプロパンの生産は、汚れた燃料からより環境に優しい代替品への切り替えをスピードアップするのに間に合う準備ができているかもしれません。
