可再生能源真的可以代替化石燃料吗

随着全球温度和能源需求同时上升，寻找可持续燃料来源比以往任何时候都更加紧迫。但是，可再生能源如何才能扩大规模以替代我们消耗的大量石油和天然气?普渡大学的科学家莫琳·麦肯恩(Maureen McCann)说，电厂功率是答案的重要组成部分。

她说：“植物是未来生物经济的基础。” “在我看来，建立可持续发展的经济意味着我们将停止从地下开采碳，并开始每年利用美国可利用的十亿吨生物质。这就是我们需要开发的战略碳储量为了驱油。”

麦肯是生物科学，在普渡大学的愉景新城能源中心前主任，和植物生物学家美国社会的总统当选人教授。她的学术生涯一直在研究植物细胞壁，其中包含自然界中一些最复杂的分子。通过研究从杨树到百日草的多种植物，她的实验室对数百种植物基因及其产物进行了表征，以了解它们之间如何相互作用以及如何以有利的方式对其进行操纵。

乙醇工业使用酶将淀粉状玉米粒分解成葡萄糖分子，而葡萄糖分子又被微生物发酵产生有用的燃料。许多研究人员一直在研究通过分解纤维素(所有植物细胞壁的主要纤维成分)比淀粉丰富得多来获取更多葡萄糖的可能性。但是，麦肯说，他们的方法可能会忽略宝贵的资源。

除纤维素外，细胞壁还包含许多称为木质素的复杂多芳族分子。这些化合物会阻碍酶和催化剂的作用，这些酶和催化剂试图获取纤维素并将其分解成有用的葡萄糖。结果，许多实验室先前尝试创建其细胞壁中具有更多纤维素和更少木质素的植物。

但是事实证明，木质素对于植物的生长很重要，并且可以成为有价值的化学物质来源。作为普渡大学生物质直接催化转化为生物燃料中心(C3Bio)的负责人，麦肯与化学家和化学工程师合作，最大限度地利用了包括木质素在内的可用生物质。由美国能源部提供的为期9年的资助为C3Bio研究人员的工作提供了帮助，该研究致力于使用化学催化剂将纤维素和木质素转化为液态碳氢化合物，其能量密度比乙醇高，并且与发动机和现有的燃料基础设施完全兼容。