Доисторические микробы превращают углекислый газ под высоким давлением в «зеленый»

Абсолютно новый тип биореактора для производства метана позволил впервые использовать чрезвычайно высокие уровни давления и установил новые стандарты эффективности для преобразования CO2 и H2 в метан.

Превосходство над обычными биореакторами сводится к миллиардам микроорганизмов, которые действительно оживают только при экстремальном давлении, а также к австрийской компании Krajete GmbH, которая разработала биореактор и в настоящее время построила первую пилотную установку для тестирования технологии. Успешная установка потребовала сочетания опыта внедрения химических объектов и биологической экспертизы.

Чистый и эффективный

Политические декларации о намерениях в отношении изменения климата и энергетических преобразований заставляют промышленность придумывать все более умные идеи. Одна из таких идей, детище австрийской компании Krajete GmbH, сосредоточено на производстве экологически чистого газа - с использованием газовой ферментации для получения метана из CO₂. Компания разработала биореактор, который обеспечивает чрезвычайно высокий коэффициент конверсии благодаря чрезвычайно высокому давлению. Ключ к этому успеху - так называемые археи - микроорганизмы, жившие в доисторические времена и используемые в условиях экстремальных давлений. Кроме того, они также могут превращать CO₂ в «зеленый» природный газ.

«На нашем заводе достигнуты ранее недостижимые показатели конверсии, поскольку более высокое давление ускоряет процессы химической трансформации», - пояснил Александр Крайете, генеральный директор Krajete GmbH. Кроме того, в процессе ферментации археи используют водород. Это означает, что CO₂, обычно образующийся в ходе биологической ферментации, также превращается в метан и больше не представляет из себя загрязняющее вещество, как при ферментации биомассы. Таким образом, при такой более высокой эффективности производится практически чистый метан, вместо загрязненного биогаза. Исходя из этого принципа, почти все выбросы CO₂, содержащие газы, могут быть непосредственно переработаны».

Компания разработала высокоэффективную ферментационную установку благодаря инновационной комбинации двух областей, которые обычно рассматриваются как совершенно разные: химия и биология. «В химическом машиностроительном секторе хорошо известно, что более высокое давление увеличивает скорость конверсии», - говорит Краете, имея в виду идею высокоэффективного биореактора. «Но применение этой простой концепции к биореактору - сложная задача, потому что используемые микроорганизмы должны быть в состоянии противостоять такому давлению. И большинство из них - не может этого сделать».

Компания Krajete GmbH смогла использовать свои обширные знания об архее, группе микроорганизмов, которые существовали на Земле миллиарды лет и в настоящее время находятся в местах, где экстремальные температуры или давление являются нормой. Компания уже успела «приручить» архей для добычи природного газа в 2013 году. Пять патентов были зарегистрированы, чтобы гарантировать этот успех. Разработка высокопроизводительного биореактора позволит компании полностью использовать потенциал этого подхода. «Наша экспериментальная установка показала, что мы можем получать 500 литров метана в час только из десяти литров жидкости при давлении 15 бар. Эти цифры для производства биосинтетического природного газа не имеют аналогов нигде в мире».

Одним из особенно сложных элементов процесса разработки были датчики, устойчивые к давлению, которые измеряют «жизненные показатели» ферментации газа (такие как уровни pH и окислительно-восстановительный потенциал). Они были специально разработаны для высокопроизводительного биореактора ведущим мировым поставщиком из Германии. Следующим шагом было получение подробных знаний о том, как сохранить и контролировать жизнь в условиях экстремального давления. Давление в биореакторенельзя допускать слишком быстрого изменения, несмотря на необходимость добавления среды или взятия проб. Быстрые изменения давления приведут к сильному стрессу у архей и приведут к снижению производительности или к гибели микробов. Благодаря многолетнему опыту работы с этими микробами и созданию таких сооружений, Krajete GmbH смогла справиться с этой задачей. Новый дизайн установки подходит не только для небольших биореакторов; это может также использоваться в крупномасштабных производствах. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet