Bakterieë in die weermag
Die eerste pogings om die hoë-energie JP-10-brandstof, wat veral in Amerikaanse Tomahawks gebruik word, te vervang, is vyf jaar gelede by die Georgia Institute of Technology en die Joint Bioenergy Institute uitgevoer. Trouens, dit was Stephen Sarria se gegradueerde werk onder toesig van medeprofessor Pamela Peralta-Yahya. JP-10 het onder die aandag van wetenskaplikes gekom vanweë die hoë koste: dit is nou 'n top-brandstof teen 'n prys van $ 27 vir 3,75 liter. Hierdie prys word geregverdig deur die hoë energiedigtheid van die brandstof as gevolg van, soos chemici sê, "koolwaterstowwe met gespanne sikliese stelsels." Die brandstof behoort aan die elite -klas HEDF (brandstof met hoë energiedigtheid) of brandstof met 'n hoë spesifieke energie, wat tans slegs teen militêre verbruikers beskikbaar is. Deur die verbranding van JP-10 in enjins kan 20-30% meer energie verkry word as deur gewone 98ste petrol te gebruik. Chemiese besonderhede eenkant, een van die 'skyfies' van so 'n brandstof is piennen molekules, wat, soos dit blyk, deur naaldbome vervaardig word. Boonop ruik pynappel nog na dennenaalde - sonder dit sou 'n regte kersboom 'n vaardige nep word.
Om die Amerikaanse weermag tevrede te stel met kunsmatige pinne as 'n komponent van die JP-10-missiel, sou al die woude van Noord-Amerika nie genoeg wees nie. Die Tomahawk alleen is gelaai met ongeveer 460 kilogram brandstof. Daarom het die ontwikkelaars besluit om die dienste van bakterieë te gebruik. Om dit te kan doen, is 'n geen verantwoordelik vir die sintese van pienne uit gewone glukose in die mikro -organisme (klassieke derm Escherichia coli) coli ingebring. Al wat oorgebly het, was om die 'gewas' in die vorm van bakteriële metabolisme -produkte (opbrengs van ongeveer 36 mg / l) op te vang, die Tomahawk -tenks katalities te verwerk en te vul. Pamela Peralta-Yahya het die resultate van die studie opgesom:
"Ons het 'n volhoubare voorloper vir brandstof met 'n hoë energiedigtheid gemaak wat lyk soos wat tans uit petroleum vervaardig word en wat in bestaande straalmotors gebruik kan word."
Hierdie tegnologie het egter nog nie praktiese implementering gevind nie, hoofsaaklik as gevolg van die lae produktiwiteit van die gemodifiseerde bakterieë.
Die probleem met die beskikbaarheid van JP-10 is nie net belangrik in militêre aangeleenthede nie. As dit moontlik was om 'n goedkoop analoog van so 'n hoë-energie-brandstof te bekom, kan dit goed in die tenks van burgerlike vaartuie gegooi word. En dit sou die volume brandstof wat aan boord of die vlugreeks vervoer word, ernstig verminder met al die daaropvolgende ekonomiese bonusse. Militêre superbrandstowwe is gemiddeld 11% meer doeltreffend as die beste lugvaart -keroseen wat in burgerlike vervoer gebruik word. Die Pentagon is ook nie onwillig om die JP-8 te vervang deur 'n sintetiese en goedkoop analoog van die JP-10, byvoorbeeld die strategiese B-52. Die Amerikaners het reeds probeer om aangepaste brandstofsamestellings te skep. Syntroleum Corporation het vyftien jaar gelede 'n mengsel van JP-8-brandstof en FT-brandstof gemaak, wat uit steenkool gesintetiseer is, wat selfs op die B-52-bomwerper getoets is. 'N Bietjie later is dit ook op die F18A Super Hornets getoets. Dit was in die era van hoë pryse vir oliebronne en die produksie van vloeibare brandstof uit steenkool was op een of ander manier geregverdig. Mettertyd het skalie -olie in die Verenigde State verskyn, die koste van "swart goud" het gedaal, en eksperimente met brandstofsamestellings het 'n geruime tyd gestaak. Dit alles bewys weereens dat geen omgewingsprobleme die oorsaak is van die komende 'sintetiese revolusie' in die Amerikaanse militêre lugvaart en vuurpyle nie - alles word verklaar deur 'n banale ekonomie.
Tomahawks benodig biobrandstof
Daar is nou ongeveer 4 duisend Tomahawk -taktiese missiele in die Verenigde State. Dit is 'n groot genoeg getal om 'n sintetiese analoog van die JP-10 te begin ontwikkel. Boonop het die Dalian Institute of Chemical Physics (China) verlede jaar resultate behaal oor kunsmatige superbrandstowwe uit lignocellulosiese biomassa. Dit is verreweg die skaarsste grondstof vir biobrandstof - daar word al lankal bio -etanol daarvan vervaardig. Die Chinese het 'n proses ontwikkel wat gebaseer is op die gebruik van furfurylalkohol, wat dit moontlik maak om redelik goedkoop analoë van JP-10 te bekom. Volgens die gegewens kos 'n ton sulke brandstof nou ongeveer 7 duisend dollar, en volgens Chinese tegnologie moet die prys tot 5, 6 duisend verlaag word. Amptelik verklaar wetenskaplikes uitsluitlik die burgerlike gebruik van die ontwikkeling, maar natuurlik militêre vliegtuie en taktiese missiele van China sal een van die verbruikers van bio -JP -10 word.
Navorsers Cameron Moore en Andrew Sutton by die Los Alamos National Laboratory in die Verenigde State in April vanjaar het 'n effens ander metode vir die vervaardiging van biobrandstof gepatenteer. Sedert 2017 is die projekvennoot Gevo, wat hoop om ontwikkelings by die burgerlike sektor te voeg. Soos u weet, was koring tradisioneel die voorste gewas in die Verenigde State. Meer as 20 miljoen hektaar grond word jaarliks met hierdie plant gesaai. Mielies vir Amerikaners is nie net blikkieskos in die supermark en veevoer nie, maar ook bio -etanol, wat gebruik word om tot 50% van die petrol by vulstasies te verdun. Moore en Sutton, wat vir die Amerikaanse departement van energie werk, het 'n JP-10-produksiesiklus uit mielie-afval geskep. Boonop word bio -etanol eers uit koring verkry, en dan word superbrandstof uit die oorblywende semels gesintetiseer met 'n opbrengs van tot 65%. Dit verminder die koste van nuwe biobrandstof aansienlik, en ook sonder hoogs gevaarlike reagense en afval.
Volgens aanvanklike ramings sal die totale koste van mieliebrandstof vir die Tomahawks met 50%daal, wat die brandstofbedryf werklik kan verander. Daar is ander meer optimistiese berekenings: 'n liter bio-JP-10 sal ongeveer $ 11 kos in plaas van vandag se 27. Burgerlike draers hoop dat wanneer die weermag tegnologieë vir die vervaardiging van superbrandstowwe uitwerk, brandstoftankers op lughawens ook gevul sal word met nuwe hoë- energie petroleum. Dit sal baie handig wees in 'n post-pandemiese wêreld, wanneer mense bang is vir langafstandreise: lae kaartjiepryse kan in hierdie geval help. Daar is inligting oor die toetsgebruik van brandstofsamestellings gebaseer op die nuwe JP-10 op lugroetes van die Verenigde State na Australië. Uitbreiding van mieliegebiede in die Verenigde State sal ook een van die stimulante vir die ontwikkeling van die ekonomie wees. Amerikaners hoop dat met die bekendstelling van die Sutton-Moore-chemiese siklus in massaproduksie baie nuwe werkgeleenthede in die landbou sal verskyn. Met inagneming van die gebruik van bio -etanolproduksie -afval as grondstof, sal die personeel van ondernemings wat hierdie brandstof produseer, ook uitbrei. Rondom is daar pluspunte. Die belangrikste ding in Los Alamos word natuurlik beskou as die vermindering van die staat se afhanklikheid van eksterne voorraad petroleumprodukte. En natuurlik, hierdie hele chemies-tegnologiese verhaal is baie in die smaak van die aktiviste van Greenpeace, hoewel hulle dit nog nie erken het nie.
Onder die voor die hand liggende positiewe aspekte van die opkoms van die nuwe bio-JP-10-tegnologie, is daar baie nadele. Eerstens sal die natuurlike verlaging van die koste van die Pentagon se bestryding van taktiese missiele nog 'n sneller word vir Amerikaanse aggressie. Tweedens, sodra sakelui voel dat die Sutton-Moore-siklus inderdaad ekonomies winsgewend is, sal 'n groot deel van die landbougrond met mielies beplant word. Hierdie industriële oes kan die res gedeeltelik verdring: koring, sojabone, ens. Met 'n konstante vraag sal die aanbodbeperkings die koste van produkte verhoog en die beskikbaarheid daarvan vir mense verminder. Terloops, dit is al waargeneem in 'n aantal lande wat hernubare energiebronne aktief gebruik, soos biosolêre olie en bio -etanol. En ten slotte, om die opbrengs van koring te verhoog, sal dit duidelik nie genoeg wees om die gebiede en geneties gemodifiseerde sade uit die beroemde "Monsanta" uit te brei nie. Die tyd sal kom vir ongemak met chemiese bemesting, en hier sal die berugte "Greenspace" baie vrae hê.
