隨著全球溫度和能源需求同時(shí)上升，尋找可持續(xù)燃料來源比以往任何時(shí)候都更加緊迫。但是，可再生能源如何才能擴(kuò)大規(guī)模以替代我們消耗的大量石油和天然氣?普渡大學(xué)的科學(xué)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(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。” “在我看來，建立可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)意味著我們將停止從地下開采碳，并開始每年利用美國(guó)可利用的十億噸生物質(zhì)。這就是我們需要開發(fā)的戰(zhàn)略碳儲(chǔ)量為了驅(qū)油。”

麥肯是生物科學(xué)，在普渡大學(xué)的愉景新城能源中心前主任，和植物生物學(xué)家美國(guó)社會(huì)的總統(tǒng)當(dāng)選人教授。她的學(xué)術(shù)生涯一直在研究植物細(xì)胞壁，其中包含自然界中一些最復(fù)雜的分子。通過研究從楊樹到百日草的多種植物，她的實(shí)驗(yàn)室對(duì)數(shù)百種植物基因及其產(chǎn)物進(jìn)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(duì)其進(jìn)行操縱。

乙醇工業(yè)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(fā)酵產(chǎn)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(xì)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(huì)忽略寶貴的資源。

除纖維素外，細(xì)胞壁還包含許多稱為木質(zhì)素的復(fù)雜多芳族分子。這些化合物會(huì)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(jié)果，許多實(shí)驗(yàn)室先前嘗試創(chuàng)建其細(xì)胞壁中具有更多纖維素和更少木質(zhì)素的植物。

但是事實(shí)證明，木質(zhì)素對(duì)于植物的生長(zhǎng)很重要，并且可以成為有價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)來源。作為普渡大學(xué)生物質(zhì)直接催化轉(zhuǎn)化為生物燃料中心(C3Bio)的負(fù)責(zé)人，麥肯與化學(xué)家和化學(xué)工程師合作，最大限度地利用了包括木質(zhì)素在內(nèi)的可用生物質(zhì)。由美國(guó)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(xué)催化劑將纖維素和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為液態(tài)碳?xì)浠衔铮淠芰棵芏缺纫掖几?，并且與發(fā)動(dòng)機(jī)和現(xiàn)有的燃料基礎(chǔ)設(shè)施完全兼容。