В световен мащаб е изключително от значение да се допълнят и разширят фундаменталните изследвания относно удължаването на срока на експлоатация, безопасността и надеждността на ядрените реактори II и III поколение, като се обърне особено внимание на новите изисквания на изменената Директива на Европейската комисия за ядрена безопасност.  Основната цел на изследванията, залегнали в основата на стратегическата програма, е да се разработят детерминистични прогнозни модели на обща и локална корозия и корозионно-механично разрушаване на вътрешно-корпусните материали в ядрени реактори. Влиянието на разтворения водород и други примеси в топлоносителя ще бъде също задълбочено изследвано. За параметризиране, валидиране и верифициране на моделите ще бъдат използвани както данни от лабораторни експерименти, така и експлоатационни данни, налични в отворената литература.  В областта на паро-генераторите за енергийни системи ще бъдат разработени подобрен детерминистичен модел на моно-фазна корозионна ерозия чрез количествена оценка на входния поток на частици и разтворимо желязо в зависимост от водно-химическия режим, както и детерминистичен модел на шламо-образуване и консолидация.

Текущ

Химико-технологичен и металургичен университет - базова организация, изследователска група №: 3.1.4 "Чисти технологии за удължаване жизнения цикъл на енергийни системи"

Поради изключителните си горивни характеристики, бутанолът с право е считан за гориво на бъдещето. Възможността да бъде получен като биопродукт, чрез ферментация, е обект на нестихващ интерес повече от век. Получаването на 1-бутанол чрез ферментация на захари от видове на род Clostridium (т.н. ABE-ферментация) е една от първите ферментации проведени в промишлен мащаб – още в началото на ХХ век. И до момента, обаче, поради получаването му в ниски концентрация и добив, полученият продукт е с висока себестойност и не може да бъде използван като гориво. Причината е в изключителната токсичност на 1-бутанола към продуциращите го клетки. Поради това, през последните няколко десетилетия толерантността на микроорганизмите към 1-бутанол е обект на непрекъснати изследвания – използване на модифицирани продуценти, нови методи за контрол на процеса и извличане на продукта, модификации с цел повишаване на резистентността на организмите, изследване на генетичните фактори за толерантност и др. За съжаление и до днес, въпреки натрупаното знание, тези опити имат незначителен успех - максималната концентрация 1-бутанол получена чрез ферментация остава в границите на 20 – 22 г/л., каквато е била и преди столетие.

От друга страна, интересът към микробното получаване на 2-бутанол датира от едва 5–6 години. Категорично, а може би и решаващо предимство на 2-бутанола като ферментационен продукт е неговата значително по-ниска токсичност. Получаването на 2-бутанол обаче е слабо изследвано поради изключителната специфичност на необходимите субстрат и организъм. Като метаболит, 2-бутанолът се получава само от мезоформата на друг метаболитен продукт – 2,3-бутандиол, чрез метаболизма на едва няколко вида от род Lactobacillus, посредством ензимите диол дехидратаза (pduCDE) и диол дехидрогеназа (pduQ). Важно е да се отбележи, че самите лактобацили не продуцират 2,3-бутандиол, въпреки че са способни да го усвояват. Чрез ензимите pduCDE и pduQ те метаболизират глицерол до 1,3-пропандиол и не могат да служат като продуценти на 2-бутанол в икономически изгоден процес.

В настоящия проект предлагаме една нова стратегия за получаване на 2-бутанол – чрез генетични модификации на свръхпродуценти на мезо-2,3-бутандиол. Чрез въвеждането на гени за диол дехидратаза и диол дехидрогеназа в тези организми, ще бъдат комбинирани метаболитните пътища за получаване на 2,3-бутандиол и 2-бутанол. По този начин, 2-бутанолът ще бъде получен директно от захари, в едностъпален процес чрез метаболизма на един единствен, генетично модифициран организъм.

Текущ

Институт по инженерна химия, БАН - базова организация
Институт по микробиология, БАН