美國能源部授予伊利諾大學1060萬美元的五年期撥款, 用於將美國最具生產力的兩種作物轉化為可持續的生物柴油和生物噴氣燃料. 新的研究項目使用超高產量的能源甘蔗來產生可再生能源 (或稱為ROGUE項目) . 此項研究於2月25日在維吉尼亞州泰森斯與2018年基因組科學計劃年度首席研究員會議共同舉行的團隊會議上揭開序幕.
'美國繼續享受廉價而充足的能源, 但其中80% 以上來源於天然氣, 煤炭和石油, ' ROGUE董事Stephen Long是伊肯伯利分會主席. '重型柴油動力半挂車和航空工業希望有其他選擇, 但動力電池並不可行, 目前的生物燃料作物也無法滿足生物柴油和動力燃料的需求. '
生物能源
ROGUE將設計能源甘蔗 (Energycane) 和芒草 (Miscanthus) , 以生產用於生物柴油和生物噴氣燃料的油. 他們的工作以計算機模型為指導, 計算機模型預測這些作物可以在工廠中實現20% 的含油量 - 從小於百分之一的自然水平急劇增加.
'如果完全成功, 這些作物生產的生物柴油可以比大豆多出15倍, 大豆是一種糧食作物, 目前我們國家一半的生物柴油來自於這種作物, ' Long說.
之前由美國能源部高級研究計劃署能源部 (ARPA-E) 資助的工作實現了8% 的油積聚, 現在ROGUE將進一步增加油產量, 使用ROGUE的專利提取技術可以更容易地獲得油份.
'將這些植物重新導向生產油而不是糖, 將使我們能夠充分利用這些生產性作物產生生物柴油和生物燃料, ' 伊利諾州植物生物學助理教授陳麗青說.
可持續發展
ROGUE還將提高這些作物將太陽能轉化為植物能源以促進其生物油生產的效率. 提高這些作物的光合效率將確保高能量密度油的生產不會降低產量, 同時抑制了植物的自身防禦機制. 提高光合效率還將幫助植物保存有限的資源, 如水和氮, 特別是在壓力環境下.
'光合作用是最終產生我們所有食物和大部分纖維以及增加我們燃料量的過程, ' 植物生物學和作物科學教授Don Ort說, 他將與該項目負責人共同領導光合作用部分. '通過改進這一過程, 我們可以加強這些作物的建立能力, 以達到更高效的生產力來生產可持續生物能源. '
技術
ROGUE將合成生物學作用在能源甘蔗和芒草上, 該技術應用工程原理來優化和加速生物系統的設計. 該項目還將使能源甘蔗更耐寒, 以擴大其種植地區和延長其生長季.
'我們的作物可以在2.35億英畝的土地上茁壯成長, 將未被充分利用的邊緣種植面積轉化為可持續的生物油來源, ' Long說. '更重要的是, 我們擁有現有的基礎設施, 可以利用現有的甘蔗廠立即種植, 收穫和加工生物油. 這些油可以通過現有技術加工成生物燃料, 並通過市場銷售. '
功效
ROGUE將通過技術經濟分析和複製現場試驗來確保其作物技術的有效性. 能源甘蔗將在佛羅里達州和密西西比州進行評估, 芒草將在伊利諾斯州進行測試. 該項目將繼續完善並評估其專利方法, 從生物質及其加工技術中分離出油.
'根據我們的模型, ROGUE作物每英畝的產量和效益要比玉米或大豆高得多, ' 將負責該項目技術經濟分析和處理技術的綜合生物處理研究實驗室主任Vijay Singh說道.
ROGUE是來自伊利諾斯州, 布魯克海文國家實驗室, 佛羅里達大學和密西西比州立大學的研究人員在DOE科學辦公室 (生物和環境研究辦公室) 的支援下的一項合作.
