Исследователи разработали экологически чистый способ получения водорода и ценных химических веществ из черствого хлеба с использованием кишечной палочки и катализатора на основе палладия.
Ученые из лаборатории Уоллеса Эдинбургского университета (Великобритания) предложили революционный метод применения обычных бактерий в роли «живых химических заводов», которые могут производить водород и ценные органические вещества из хлебных отходов, тем самым уменьшая зависимость от ископаемых источников энергии. Исследование было опубликовано в авторитетном научном журнале Nature Chemistry.
Традиционный метод гидрогенизации в химической промышленности требует переработки угля или природного газа, что приводит к выбросам 15–20 кг парниковых газов (главным образом CO2) на каждый килограмм водорода. Получение водорода с помощью электролиза воды является экологически чистым, но затратным процессом. Новая методика позволяет избежать этих проблем, производя газ внутри живых клеток бактерий E.coli во время ферментации пищевых отходов.
Бактерии получают питание из простых сахаров или даже черствого хлеба — источника углеводов, которые они расщепляют. Затем в смесь добавляют катализатор на основе палладия, который оседает на внешней мембране бактериальных клеток. Водород, образовавшийся внутри бактерий, выделяется в чистом виде или используется для присоединения водородных атомов к другим молекулам, создавая промежуточные продукты, необходимые для производства пластмасс, лекарств, парфюмерии и косметики.
Отходы в полезные соединения
В ходе лабораторных экспериментов исследователи показали, что бактерии, питающиеся хлебными отходами, способны производить водород с эффективностью до 99% в процессе гидрогенизации. Это говорит о том, что пищевые отходы могут стать сырьем для создания ценных химических веществ, превращая то, что обычно отправляется на свалки, в полезный ресурс. Среди полученных веществ были адипиновая кислота (используется для производства нейлона), бихеновая кислота (находит применение в косметике и кондиционерах для волос) и малиноновый кетон (пищевой ароматизатор).
Проведенный анализ жизненного цикла бактерий показал, что данная технология будет углеродно-отрицательной: она не только снижает выбросы, но и поглощает углерод, что делает процесс более экологически выгодным по сравнению с традиционными методами.