การค้นหาแหล่งพลังงานทดแทนยังคงเดินหน้าไปต่อเนือง จากที่ในวันนี้ราคาน้ำมันยังมีแนวโน้มโดยรวมอยู่ในขาขึ้น งานนี้ Yasuo Yoshikuni ผู้ก่อตั้งบริษัท Bio Architecture Lab, Inc. และนักวิจัยได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยวอชิงตัน นำเสนอผลงานการแปลงสาหร่ายทะเลเป็นเอธานอลได้สำเร็จ

กระบวนการแปลนี้ใช้แบคทีเรีย E. coli ที่ผ่านการแปลงพันธุกรรมมาย่อยสาหร่าย พบว่าให้ประสิทธิภาพการแปลงสาหร่ายเป็นเอธานอลได้ถึง 80% ของประสิทธิภาพทางทฤษฏี โดยกระบวนการสามารถทำได้ที่อุณภูมิ 25-30 องศาเซลเซียสเท่านั้น แสดงว่ากระบวนการไม่ต้องการความร้อนเพิ่มเติมใดๆ

ข้อดีของสาหร่ายทะเลคือมันโตในทะเลและใช้น้ำเค็ม ดังนั้นจึงขจัดปัญหาเรื่องเนื้อที่เพาะปลูกอาหาร และน้ำจืดสำหรับการบริโภคไปได้อย่างสมบูรณ์ โดยเพียงแค่น้ำในน่านน้ำของประเทศติดทะเลต่างๆ ก็สามารถนำไปปลูกสาหร่ายเพื่อนำพลังงานมาใช้ได้อย่างมีนัยสำคัญ ไม่รวมถึงน่านน้ำสากลที่ยังมีอีกมากมาย

กระบวนการผลิตจริงยังต้องคิดอีกหลายเรื่อง เช่นผลของการย่อยของแบคทีเรียจะได้เอธานอล 4.7% ซึ่งต้องมาผ่านกระบวนการอื่นๆ เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงต่อไป

งานวิจัยได้รับตีพิมพ์ลงวารสาร Science เมื่อเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา

ที่มา - Scicentific American, Science

การค้นหาพลังงานทดแทนนั้นแม้จะมีหนทางที่พอเป็นไปได้อยู่หลายทาง แต่อีกทางหนึ่งที่เคยถูกลืมไปนานคือสังเคราะห์แสงเทียม (photosynthesis) ที่อาศัยพลังงานแสงอาทิตย์และน้ำ เพื่อแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน

กระบวนการนี้ทำสำเร็จครั้งแรกเมื่อสิบปีที่แล้ว แต่ต้องใช้โลหะพิเศษที่มีราคาแพงและอายุการใช้งานสั้น แต่ทีมของ Daniel Nocera จาก MIT ก็ได้ปรับปรุงกระบวนการโดยใช้สารตั้งต้นเป็นนิเกิล และโคบอล

ไฮโดนเจนและออกซิเจนที่ได้ สามารถนำไปใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้าได้ต่อไป อย่างไรก็ตามเซลล์เชื้อเพลิงเองยังต้องการการปรับปรุงอีกมากกว่าจะนำมาใช้งานจริงขนาดใหญ่ๆ ได้ และระบบสังเคราะห์แสงแบบนี้ก็ยังไม่มีการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมๆ ที่เราใช้กันอยู่ สิ่งที่เราอาจจะได้มากจริงๆ จากระบบนี้คือการเก็บพลังงานในรูปแบบก๊าซ์นั้นน่าจะเก็บได้ง่ายกว่าการกักเก็บในรูปแบบของพลังงานไฟฟ้าอยู่พอสมควร

ที่มา - ACS

นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากแบคทีเรียต่างกันสองชนิดมารวมกัน เพื่อสร้างไฮโดรเจนในเครื่อง bioreactor ซึ่งแบคทีเรียชนิดหนึ่งจะเป็นตัวสร้างให้แบคทีเรียอีกชนิด นอกจากนี้ เอนไซม์ที่เหลืออยู่ยังสามารถใช้ในกำจัดเศษโลหะ ที่หลงเหลือจากการทำปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นองค์ประกอบของรถยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิง ในการเปลี่ยนจากไฮโดรเจนให้กลายเป็นพลังงาน

ในแต่ละวันประเทศอังกฤษมีการทิ้งเศษอาหารกว่า 7 ล้านตันต่อปี ซึ่งส่วนมากของเศษอาหารเหล่านี้จะนำไปสุ่การฝังกลบ ซึ่งก่อให้เกิดก๊าซจำพวกมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซที่ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจก จากความรู้ในการผลิตไฮโดรจนจากสารชีวภาพ ทำให้เศษอาหารเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานอันมีค่าได้

เมื่ออยู่ในภาวะปราศจากออกซิเจน แบคทีเรียบางจำพวกเช่น fermentative จะใช้คาร์โบไฮเดรตเ่ช่นน้ำตาล ในการสร้างไฮโดรเจนและกรด ส่วนแบคทีเรียชนิดอื่นเช่น purple ใช้แสงในการสร้างพลังงานและสร้างไฮโดรเจน เพื่อใช้ในการย่อยสลายโมเลกุล เช่นกรด ซึ่งคุณสมบัติของแบคทีเรียทั้ืงสองประเภทนี้ สามารถนำมาใช้ร่วมกันให้เกิดประโยชน์สูงสุดได้ โดยแบคทีเีรีย purple จะใช้กรดที่ได้จากการผลิตของแบคทีเรีย fermentation

เมื่อนำแบคทีเรียสองชนิดนี้มาใช้ร่วมกัน ทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนได้มากกว่าการใช้แบคทีเรียตัวเดียวโดดๆ ซึ่งความท้าทายในการผลิตระดับใหญ่ก็คือ การออกแบบ photobioreactor ทีมีราคาถูกในการสร้างและสามารถเก็บแสงได้จากพื้นที่จำนวนมาก ปัญหาต่อมาก็คือกระบวนการเชื่อมต่อ เข้ากับระบบป้อนน้ำตาลที่มีความน่าเชื่อถือ

ด้วยวิธีการนี้ ทำให้สามารถสร้างไฮโดรจนได้จากของเหลือจากการเกษตร เช่น ซังข้าวโพดหรือแกลบ แทนการนำไปฝังกลบซึ่งเป็นการทำลายสภาพแวดล้อม

ที่มา - Physorg