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アルコールから燃料へ: しかし、なぜアルコールが将来のバイオ燃料として最適な選択肢となるのでしょうか?
持続可能なエネルギーソリューションを模索する今日、バイオ燃料の研究はますます注目を集めています。特に、ブタノールは再生可能エネルギーの選択肢として広く注目を集めています。微生物発酵に基づくこのプロセスにより、人間は炭水化物を貴重なエネルギーに変換することができ、将来の燃料ソリューションの 1 つになる可能性があります。
アルコール燃料は再生可能な資源から抽出できるだけでなく、高いエネルギー密度も備えています。
エタノール、アセトン、ブタノール：ABE発酵のプロセス
エタノール-アセトン-ブタノール (ABE) 発酵は、ヴィースマン法とも呼ばれ、嫌気性細菌を利用して炭水化物をアセトン、ブタノール、エタノールに変換します。この技術は化学者ツァイム・ワイツマンによって初めて開発され、第一次世界大戦中に必要な軍需品の生産に使用されました。
酵母による糖の発酵でエタノールが生成されるのと同様に、ABE 発酵は完全に嫌気性の微生物によって行われます。最も一般的なクロストリジウム・アセトブチリカムを含むこれらの微生物は、酸素のない環境で増殖し、発酵を行ってこれらの有用な溶媒を生成します。このプロセスでは、生成される溶媒の比率は、アセトン 3 部、ブタノール 6 部、エタノール 1 部になります。 歴史的背景しかし、アルコールの生物学的生産は1861年にルイ・パスツールによって初めて実行されました。その後、オーストリアの生化学者フランツ・サルディンガーは 1905 年にアセトンの製造方法を発見し、さらに 1910 年にジャガイモのでんぷんを使ったブタノール発酵プロセスを開発しました。第一次世界大戦の勃発に伴い、ABE発酵法は1916年に工業化され、急速に米国と英国に拡大しました。
この技術の台頭は国際情勢と密接に関係しており、アルコールの需要が急増しました。
改善の試み
時間が経つにつれて、ABE 発酵は石油化学製品との競争により経済的に実行可能ではなくなりました。技術を復活させるために、科学者たちは生産性の向上とコストの削減に注力しています。これらの戦略には、リグノセルロース廃棄物や藻類などの安価な原料の使用、耐性はあるがアルコール毒性のある新しい菌株の調査、発酵リアクターの設計の最適化などが含まれます。
製品の純度を高める必要性から、ガス除去、膜分離、逆浸透など、多くの新しい技術が登場しました。
現在の見通し
現在、ABE発酵は、将来の代替エネルギー源として期待される再生可能なブタノールを生産するバイオ燃料としての可能性を中心に注目を集めています。国際エネルギー機関によれば、バイオ燃料は2060年までに輸送エネルギー消費の30％を占めることになる。
ブタノールはガソリンエンジンに直接使用でき、既存のパイプラインやガソリンスタンドを通じて流通できるため、従来のエタノールよりも魅力的な選択肢となります。また、ブタノールの用途範囲は拡大しており、燃料添加剤から塗料溶剤まで需要が伸びています。
再生可能な資源であるブタノールは、エネルギー密度が高く揮発性が低いため、私たちのエネルギーシステムを変革する可能性があります。
それでは、再生可能エネルギーに対する世界の注目が高まる中、ブタノールはエネルギー転換を推進する上で重要な力となるのでしょうか?
