Cyklopropan je novou nadějí paliv pro raketové motory

Geneticky modifikované bakterie rodu Streptomyces mohou vyrábět lepší palivo do raketových motorů, než získáme z ropy. Jde o typické půdní bakterie, které produkují řadu zajímavých sloučenin. Kromě jiného produkují antimykotikum proti plísním založené na několika propojených molekulách cyklopropanu (CH2)3. Po genetické modifikaci začnou ve větším množství produkovat mastné kyseliny s připojenými cyklopropany. Objevitelé nazvali tyto molekuly fuelmyciyn. Strukturu několika z nich vidíme nahoře na obrázku. Cyklopropany, nejmenší uhlovodíkové cyklické molekuly, jsou ty trojúhelníčky. Vyčištěním biologického produktu a chemickou esterfikací vznikne výsledné palivo, methylester cyklopropanované mastné kyseliny. Bakterie vyrobí raketové palivo, jehož Spalováním se uvolní podle výpočtů 50 MJ/litr. Je to výrazně více než nejlepší dosavadní uhlovodíková paliva do raketových motorů zvaná RP1 a JetA. Po řadě obsahují 35 a 32 MJ/l. Esterifikace je nutná, protože samotné mastné kyseliny jsou agresivnější, než je záhodno.

Spoluautorka publikace Corinne D. Scown z Lawrence Berkeley National Laboratory v kalifornském Emeryville vysvětluje: „Hustota energie je všechno, pokud jde o letectví a raketovou techniku, a právě zde může biologie skutečně zazářit.“

Bakterie vyrobí raketové palivo, leč zatím příliš málo

Zásadní problém představuje výnos metody. Zatím se nepodařilo připravit ani 10 litů paliva, což je minimální množství nezbytně nutné pro jeho laboratorní testování. První autor publikace Pablo Cruz-Morales z Dánské technické univerzity shrnuje: „Mnoho dnes používaných léků, jako jsou imunosupresiva, antibiotika a léky proti rakovině, je vyrobeno geneticky modifikovanými Streptomycetami. Ty jsou velmi vrtošivé a není snadné s nimi pracovat v laboratoři.“ Nicméně přísliby existují. Výhodou je, že na rozdíl od ropy jde o obnovitelný zdroj. Bakterie mohou požírat rostlinné zbytky.

Sovětský syntin

Cyklopropan v raketovém palivu není žádná novinka. V 70. a 80. letech vyneslo několik sovětských raket palivo syntin. Jeho molekulu ze tří spojených cyklopropanů vidíme nahoře na obrázku úplně vlevo. Připravovalo se čistě chemickou cestou, která byla velmi obtížná a nákladná. Proto se od jeho užití upustilo. Varianta, že bakterie vyrobí raketové palivo, nebyla tenkrát na pořadu dne.

Pablo Cruz-Morales et al., Biosynthesis of polycyclopropanated high energy biofuels, Joule, 2022, DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.05.011