Tương lai của xe chạy bằng năng lượng "cỏ"

Mới đây, các nhà khoa học của Trung tâm năng lượng sinh học (BESC) thuộc bộ năng lượng Hoa Kỳ đã công bố một quy trình công nghệ mới, cho phép sản xuất xăng isobutanol từ xenlulozo trên tạp chí Applied and Environmental Microbiology.

Về mặt hóa học, isobutanol là một rượu đơn chức, cấu tạo hóa học gồm mạch nhánh, 5 Cacbon, là thành phần chính trong xăng isobutanol, một loại xăng chất lượng cao, phù hợp hơn khi dùng thay xăng trong các ô tô thông dụng với hiệu suất nhiệt tương đương.

Còn xenlulozo là một polime của beta – glucose, được cấu trúc theo kiểu mạch nhánh. Xenlulozo là thành phần cấu tạo của vách tế bào thực vật, có rất nhiều trong tự nhiên, là nguồn sinh khối có sản lượng rất lớn, và rất rẻ. Xenlulozo được tận dụng từ  nguồn phế liệu của nông nghiệp như rơm rạ, thân và lõi ngô, gỗ vụn và cây cỏ.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã thành công trong việc sản xuất xăng sinh học isobutanol trực tiếp từ các nhà máy có phế liệu là xenlulozo, sử dụng xúc tác là vi khuẩn. Dựa trên một công trình nghiên cứu trước đây của trường Đại học California tại Los Angeles (UCLA) về sản xuất isobutanol, các nhà nghiên cứu của BESC đã rút ngắn được quy trình nhờ sử dụng dòng vi khuẩn Clostriduim cellulolyticum (vi khuẩn phân huỷ xenlulozo) để tổng hợp isobutanol trực tiếp từ xenlulozo chỉ qua một bước.

Nếu quá trình diễn ra tự nhiên, Clostriduim cellulolyticum không thể tham gia vào quy trình này với quy mô và công xuất lớn. Nhưng bằng kĩ thuật biến đổi gen, các nhà khoa học đã tác động vào bộ máy di truyền của loại vi khuẩn này, tạo ra một chủng vi khuẩn tương tự, nhưng có công xuất chuyển đổi cao hơn gấp hàng trăm lần.

 

Giáo sư James Liao, chủ nhiệm khoa sinh học phân tử đại học UCLA cho biết: "Khác với etanol, chỉ thay thế được một phần xăng theo một tỷ lệ giới hạn, isobutanol có thể hoà trộn với xăng theo bất cứ tỷ lệ nào. Thậm chí có thể dùng trực tiếp isobutanol trong các động cơ ô tô hiện đang dùng xăng mà không cần cải tiến gì”.

Bộ trưởng bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Steven Chu đã đến thăm BESC và chúc mừng  nhóm nghiên cứu. Ông đã nói: “Chúng ta đang tiến gần hơn đến một tương lai năng lượng sinh học, giúp chúng ta thoát khỏi sự phụ thuộc vào dầu mỏ. Đây cũng là một thành công trong việc ứng dụng công nghệ mới, dựa trên phế liệu nông sản, có khả năng tạo ra tiềm lực năng lượng vững mạnh trong tương lai.”