能进行光合作用的不止有植物,还包括一些微生物,而且光合作用并不是它们获取能量的唯一方式,但是到目前为止,人类对微生物的生物能利用潜能依然是知之甚少。最近,美国能源部(DOE)能源高级研究计划署(ARPA-E)拿出4000万美元对13个研究项目进行资助,旨在寻求从现存和合成微生物中获取燃料的可能性,资助时限将长达三年时间。
这些研究课题主要集中在如何诱使微生物产出可作为能源使用的液态燃料,其改造手段包括设计一些自然界中尚未被发现的代谢通路。据能源高级研究计划署的官方网页上介绍,理论上,比起生产液态生物燃料的传统方法,这些微生物的产出效率要高出10多倍。现在让我们细数一下这一大笔钱到底投到那些生物工程领域了。
1.利用大肠杆菌(E.coli)生产液态燃料:600万美元
项目名称:将大肠杆菌改造成为电子燃料反应器用于生产标准异辛烷
领导机构:Ginkgo BioWorks公司
所用微生物:大肠杆菌(E.coli)
项目目标:利用大肠杆菌将二氧化碳和电能转化为标准异辛烷,将其应用于美国现有燃料系统中,以供交通运输使用
2.利用氢气生产生物柴油:600万美元
项目名称:将氢气和二氧化碳直接转化为生物柴油的新型生物转化法
领导机构:OPX生物技术公司
所用微生物:钩虫贪铜菌(Cupriavidus necator)
项目目标:构建一种可以利用氢气和二氧化碳产生生物柴油的新型基因工程菌
3.开发细菌燃料电池:4,194,125美元
项目名称:构建一种反向的细菌燃料电池
领导机构:哈佛医学院-怀斯研究所
所用微生物:未知
项目目标:构建一种能将电能转化为化学能并生成辛醇的细菌
4.将电能转化为汽油:400万美元
项目名称:高乙醇浓度下的电能自养系统
领导机构:加州大学洛杉矶分校
所用微生物:未知
项目目标:构建一种以电能代替太阳能生产高辛烷含量汽油的基因工程菌
5.利用二氧化碳、氧气和氢气合成丁醇:3,977,349美元
项目名称:利用兼性自养氢细菌将二氧化碳转化为生物燃料
领导机构:俄亥俄州立大学
所用微生物:氢细菌
项目目标:开发利用二氧化碳、氧气和氢气合成丁醇的基因工程菌;构建可扩展的生物反应器和从反应器中提取丁醇的新技术
6.利用土壤微生物获取航空燃料:3,948,493美元
项目名称:开发一种集成式微生物电催化(AEC)系统,利用二氧化碳生产液态燃料
领导机构:劳伦斯伯克利国家实验室
所用微生物:真氧产碱杆菌(Ralstonia eutropha)
项目目标:将微生物与电化学催化系统结合起来,利用氢气和二氧化碳生产丁醇,再利用化学方法将丁醇转化为航空燃料