可再生能源真的可以代替化石燃料嗎

隨著全球溫度和能源需求同時上升，尋找可持續燃料來源比以往任何時候都更加緊迫。但是，可再生能源如何才能擴大規模以替代我們消耗的大量石油和天然氣?普渡大學的科學家莫琳·麥肯恩(Maureen McCann)說，電廠功率是答案的重要組成部分。

她說：“植物是未來生物經濟的基礎。” “在我看來，建立可持續發展的經濟意味著我們將停止從地下開采碳，并開始每年利用美國可利用的十億噸生物質。這就是我們需要開發的戰略碳儲量為了驅油。”

麥肯是生物科學，在普渡大學的愉景新城能源中心前主任，和植物生物學家美國社會的總統當選人教授。她的學術生涯一直在研究植物細胞壁，其中包含自然界中一些最復雜的分子。通過研究從楊樹到百日草的多種植物，她的實驗室對數百種植物基因及其產物進行了表征，以了解它們之間如何相互作用以及如何以有利的方式對其進行操縱。

乙醇工業使用酶將淀粉狀玉米粒分解成葡萄糖分子，而葡萄糖分子又被微生物發酵產生有用的燃料。許多研究人員一直在研究通過分解纖維素(所有植物細胞壁的主要纖維成分)比淀粉豐富得多來獲取更多葡萄糖的可能性。但是，麥肯說，他們的方法可能會忽略寶貴的資源。

除纖維素外，細胞壁還包含許多稱為木質素的復雜多芳族分子。這些化合物會阻礙酶和催化劑的作用，這些酶和催化劑試圖獲取纖維素并將其分解成有用的葡萄糖。結果，許多實驗室先前嘗試創建其細胞壁中具有更多纖維素和更少木質素的植物。

但是事實證明，木質素對于植物的生長很重要，并且可以成為有價值的化學物質來源。作為普渡大學生物質直接催化轉化為生物燃料中心(C3Bio)的負責人，麥肯與化學家和化學工程師合作，最大限度地利用了包括木質素在內的可用生物質。由美國能源部提供的為期9年的資助為C3Bio研究人員的工作提供了幫助，該研究致力于使用化學催化劑將纖維素和木質素轉化為液態碳氫化合物，其能量密度比乙醇高，并且與發動機和現有的燃料基礎設施完全兼容。