概述
電燃料是指利用微生物,特別是細菌來直接利用電能而不是太陽能來獲取能量生長及生產生物燃料。這一技術避免了阻礙高產出和成本控制的最大障礙——光合作用。截至2013年,已經發展出了可以用電、水和二氧化碳生成碳水化合物或是其他可燃分子的全套技術,甚至可以合成香精,化纖,溶劑,油漆等其他日用品。電燃料是生物能源領域的巨大創新,燃料生產周期得以全面縮短,而且不必再與糧食作物、畜牧業飼料作物爭奪原料市場 。
新型生物能源
電燃料的生產過程中充滿生物轉化步驟,大量使用基因改造的微生物進行發酵生產。大型生物反應器的使用有助於進一步降低成本和提高產出。而電能亦是可再生能源,可來源於水能、風能、核能。因此,電燃料的生產是物理、化學、生物綜合套用的技術,但其核心轉化體(微生物)仍是生物技術的結晶。
較之生物燃料的優勢
傳統生物燃料的來源為農業,為高度耗水行業,每年農業消耗掉的水資源高達70%,而這一切都只是為了節省石油或煤炭的使用,卻沒考慮到生物能源在生產過程與運輸過程中消費掉的水資源、電能、石油等也是巨量的,這種生物能源的開發與利用可以說是得不償失 。為了生產生物燃料原料作物,許多土地被改為農地,尤其是開發新的農地會破壞生態。生物燃料的大量使用也造成糧食價格上漲,並威脅貧窮人口的生存。即使在非農業用地生產,生物燃料在環保上可能還是不值得,有些研究顯示,一些已經量產的生物質酒精在經濟上也是不划算的——例如製造玉米酒精所需要消耗的能量會超過玉米酒精能提供的能量。
套用實例
Magic bug
低分子量化合物通過Magicbug生產出了較高級的醇化合物——異丁醇 。麻省理工學院構建了一種基因改造過的土壤細菌——氧產鹼桿菌,發酵生產出了異丁醇。Magicbug直接用二氧化碳和水合成糖類或其他可燃分子,JouleUnlimited和Proterro兩家公司也正開發該項目。
青枯桿菌
加州大學洛杉磯分校構建了青枯桿菌(Ralstoniaeutrophabacteria)的基因工程菌。UCLA使用從可再生電能獲得能量將二氧化碳轉化成甲酸這種液體水溶性化合物。碳和能量以甲酸的形式供應給該工程細菌,該工程細菌再生成可作為燃料的某些醇類化合物,例如丁醇。
用太陽能面板作為電力來源,UCLA的“集成電-微生物反應器”在80小時內生產的丁醇量達到每公升140毫克。