普林斯顿大学的研究人员开发出一种用纤维素制造燃料的新方法——地球上最丰富的有机化合物，存在于所有植物细胞中——加速了众所周知的缓慢化学过程，在某些情况下，与类似方法相比，能量产量翻了一番。
他们的平台使用最近开发的纤维素乳液，可以更容易地将化合物代谢为其他化学物质。将该乳液与工程微生物和基于光的遗传工具相结合，该团队表明他们可以更有效地从纤维素制造生物燃料。
7 月 17 日发表在Biotechnology for Biofuels杂志上的一篇论文展示了该平台在乙醇(目前领先的生物燃料)和异丁醇(一种生物燃料)方面的性能，异丁醇是一种生物燃料，可替代乙醇作为替代汽油，也可以为喷气燃料提供基础。在这两种情况下，与未经处理的纤维素相比，新方法大大提高了生产速度和产量。
“主要的挑战是纤维素很难加工。它首先必须被分解成单个的糖分子，然后才能变成燃料，”化学和生物工程研究生，也是该研究的研究人员之一香农霍夫曼说。主要作者。“我们的论文展示了一种新的更有效的方法来分解纤维素以用于生物燃料生产。”
纤维素生物质长期以来一直被视为遏制温室气体排放的关键成分，为可再生和清洁燃烧的运输燃料提供原料。美国能源部进行了一系列研究，表明美国每年至少可以可持续地收获 10 亿吨生物质，而不会破坏森林或粮食生产，以生产生物燃料，主要来自纤维素。但目前将纤维素转化为单糖用于燃料生产的工艺面临着经济挑战，部分原因是转化率低和效率低下。
这项研究展示了一种新方法。该团队不是从纤维素晶体开始，而是从最近在以色列理工学院开发的预处理纤维素乳液开始。该乳液使酶更容易将坚韧的纤维素链分解成单个葡萄糖分子，同时将这些葡萄糖供给基因工程酵母进行发酵。使用光，该团队控制酵母的产量，在代谢途径之间切换以优化所需的产品。
在纤维素消化的第一个小时内，他们的平台比未经处理的结晶纤维素快 40 倍左右。使用异丁醇时，总体速度提高了四倍，生产率提高了两倍。
虽然这项研究并没有解决商业可行性的所有障碍，但结果表明，在寻求从专用能源作物和农业残留物(如收获后留在田间的残茬)中制造先进生物燃料方面，这是一个很有前景的新方向。
“如果我们想要实现巴黎协定将全球变暖控制在 1.5°C 以下的目标，我们需要在 2050 年之前实现碳中和。即使汽车和卡车的电气化率乐观，在那个时候从交通运输中消除化石燃料仍然存在差距期间，”该研究的首席研究员、化学和生物工程助理教授何塞·阿瓦洛斯 (José Avalos) 说。和安德林格能源与环境中心。“我们将需要一种可持续的、低碳排放的燃料来填补这一空白。当然还有飞机，我们预计到 2050 年我们无法实现电气化。所以我们将需要在可预见的未来提供可持续的生物燃料。”
