Bakterier i det militära
De första försöken att ersätta bränslet med hög energi JP-10, som i synnerhet används i amerikanska Tomahawks, utfördes för fem år sedan vid Georgia Institute of Technology och Joint Bioenergy Institute. Faktum är att det var Stephen Sarrias forskararbete under överinseende av docent Pamela Peralta-Yahya. JP-10 uppmärksammades av forskare på grund av dess höga kostnad: nu är det ett bränsle på högsta nivå till ett pris av $ 27 för 3,75 liter. Detta pris motiveras av bränslets höga energitäthet på grund av, som kemister säger, "kolväten med spända cykliska system." Bränslet tillhör elitklassen HEDF (High energy density fuel) eller bränsle med hög specifik energi, som för närvarande endast är tillgängligt för militära konsumenter till en kostnad. Förbränning av JP-10 i motorer gör det möjligt att få 20-30% mer energi än genom att använda vanlig 98: e bensin. Kemiska detaljer åt sidan, en av "chipsen" för ett sådant bränsle är pinenmolekyler, som, som det visade sig, produceras av barrträd. Dessutom luktar tall fortfarande som tallnålar - utan det skulle en riktig julgran förvandlas till en skicklig fejk.
För att tillfredsställa den amerikanska militären med artificiell tall som en del av JP-10-missilen skulle alla skogar i Nordamerika inte räcka. Tomahawk ensam är laddad med cirka 460 kilo bränsle. Därför beslutade utvecklarna att använda bakterietjänster. För att göra detta infördes en gen som är ansvarig för syntesen av pinen från vanlig glukos i mikroorganismen (klassisk intestinal Escherichia coli) coli. Allt som återstod var att samla "grödan" i form av bakteriemetabolismprodukter (avkastning ca 36 mg / l), katalytiskt bearbeta och fylla Tomahawk -tankarna. Pamela Peralta-Yahya sammanfattade resultaten av studien:
"Vi har gjort en hållbar föregångare till bränsle med hög energitäthet som ser ut precis som det som för närvarande produceras av petroleum och kan användas i befintliga jetmotorer."
Denna teknik har dock ännu inte funnit praktisk implementering, till stor del på grund av den låga produktiviteten hos de modifierade bakterierna.
Själva problemet med tillgängligheten av JP-10 är viktigt inte bara i militära frågor. Om det var möjligt att få en billig analog av ett sådant energirikt bränsle, skulle det mycket väl kunna hällas i tankarna på civila liners. Och detta skulle på allvar minska mängden bränsle som transporteras ombord eller flygområdet med alla ekonomiska bonusar som följer. I genomsnitt är militära superbränslen 11% effektivare än det bästa flygfotogen som används inom civil transport. Pentagon är inte heller ovillig att ersätta JP-8 med en syntetisk och billig analog av JP-10, till exempel den strategiska B-52. Amerikanerna har redan försökt skapa modifierade bränslekompositioner. Syntroleum Corporation skapade för femton år sedan en blandning av JP-8-bränsle och FT-bränsle, syntetiserat från kol, som till och med testades på B-52-bombplanet. Lite senare testades detta också på F18A Super Hornets. Detta var i en tid med höga priser på oljeresurser och produktion av flytande bränsle från kol var på något sätt motiverat. Med tiden dök skifferolja upp i USA, kostnaden för "svart guld" rasade och experiment med bränslesammansättningar stannade under en tid. Allt detta bevisar än en gång att inga miljöproblem är orsaken till den kommande "syntetiska revolutionen" i USA: s militära luftfart och raketer - allt förklaras av en banal ekonomi.
Tomahawks kräver biobränsle
Det finns nu cirka 4 000 Tomahawk taktiska missiler i USA. Detta är ett tillräckligt stort antal för att börja utveckla en syntetisk analog av JP-10. Dessutom fick Dalian Institute of Chemical Physics (Kina) förra året resultat på artificiella superbränslen från lignocellulosisk biomassa. Detta är långt ifrån det sällsynta råmaterialet för biobränslen - bioetanol har producerats av det under en lång tid i världen. Kineserna har utvecklat en process baserad på användning av furfurylalkohol, vilket gör det möjligt att få ganska billiga analoger av JP-10. Enligt uppgifterna kostar nu massor av sådant bränsle cirka 7 tusen dollar, och enligt kinesisk teknik bör priset sänkas till 5, 6 tusen. Officiellt deklarerar forskare uteslutande civil användning av utvecklingen, men naturligtvis, militära flygplan och taktiska missiler i Kina kommer att bli en av konsumenterna av bio -JP -10.
Forskarna Cameron Moore och Andrew Sutton vid Los Alamos National Laboratory i USA i april i år patenterade en något annorlunda metod för att producera biobränslen. Sedan 2017 har projektpartnern varit Gevo, som hoppas kunna lägga utvecklingen till den civila sektorn. Som du vet har majs traditionellt varit den ledande grödan i USA. Mer än 20 miljoner hektar mark sås med denna växt årligen. Majs för amerikaner är inte bara konserver i snabbköpet och djurfoder, utan också bioetanol, som används för att späda upp till 50% av bensinen på bensinstationer. Moore och Sutton, som arbetar för US Department of Energy, skapade en JP-10 produktionscykel från majsavfall. Dessutom erhålls först bioetanol från majs, och först därefter syntetiseras superbränsle från den kvarvarande klian med ett slutproduktutbyte på upp till 65%. Detta minskar avsevärt kostnaden för nytt biobränsle, och gör det också utan mycket farliga reagenser och avfall.
Enligt initiala uppskattningar kommer den totala kostnaden för majsbränsle för Tomahawks att sjunka med 50%, vilket verkligen kan revolutionera bränsleindustrin. Det finns andra mer optimistiska beräkningar: en gallon bio-JP-10 kommer att kosta cirka $ 11 i stället för dagens 27. Civila transportörer hoppas att när militären tar fram tekniker för att producera superbränslen kommer tankare på flygplatser också att fyllas med nya hög- energi fotogen. Detta kommer att vara mycket användbart i en post-pandemisk värld, när människor kommer att vara rädda för långväga resor: låga biljettpriser kan hjälpa i det här fallet. Det finns information om testanvändningen av bränslekompositioner baserat på nya JP-10 på flyglinjer från USA till Australien. Utbyggnad av majsarealer i USA kommer också att vara en av stimulanserna för ekonomins utveckling. Amerikanerna hoppas att med introduktionen av den kemiska cykeln Sutton-Moore i massproduktion kommer det att dyka upp många nya jobb inom jordbruket. Med hänsyn till användningen av bioetanolproduktionsavfall som råvara kommer även personalen i företag som producerar detta bränsle att expandera. Runt omkring finns det plus. Det viktigaste, naturligtvis, i Los Alamos anses vara att minska statens beroende av externa leveranser av petroleumprodukter. Och, naturligtvis, är hela den här kemiteknologiska historien mycket för Greenpeace aktivister, även om de ännu inte har erkänt det.
Bland de uppenbara positiva aspekterna av framväxten av den nya bio-JP-10-tekniken finns det många nackdelar. För det första kommer den naturliga minskningen av kostnaden för Pentagons kampanvändning av taktiska missiler att bli en annan utlösare för amerikansk aggression. För det andra, så snart affärsmän känner att Sutton-Moore-cykeln verkligen är ekonomiskt lönsam kommer en stor del av jordbruksarealen att planteras med majs. Denna industriella gröda kan delvis tränga ut resten: vete, sojabönor, etc. Med ständig efterfrågan kommer utbudsbegränsningar att öka produktkostnaden och minska deras tillgänglighet för människor. Förresten, detta har redan observerats i ett antal länder som aktivt använder förnybara energikällor som biosolär olja och bioetanol. Och slutligen, för det tredje, för att öka majsutbytet kommer det helt klart inte att räcka med att helt enkelt utöka områdena och genetiskt modifierade frön från den berömda "Monsanta". Tiden kommer att komma på besvär med kemiskt gödningsmedel, och här kommer den ökända "Greenspace" att ha många frågor.
