En biologisk løsning på kulstofopsamling og genanvendelse?

Forskere ved University of Dundee har opdaget, at E. coli-bakterier kunne holde nøglen til en effektiv metode til at opfange og opbevare eller genbruge kuldioxid.

Reduktion af kuldioxid (CO2)-emissioner for at bremse og endda vende den globale opvarmning er blevet fremsat som menneskehedens største udfordring. Det er et mål, der er underlagt betydelige politiske og samfundsmæssige forhindringer, men det er også fortsat en teknologisk udfordring.

Der vil være behov for nye måder at opsamle og lagre CO2 på. Nu, normalt harmløse tarmbakterier har vist sig at have evnen til at spille en afgørende rolle.

Professor Frank Sargent og kolleger ved University of Dundee's School of Life Sciences, samarbejder med lokale industripartnere Sasol UK og Ingenza Ltd, har udviklet en proces, der gør E. coli-bakterien i stand til at fungere som en meget effektiv kulstoffangstanordning.

Professor Sargent sagde, "Reduktion af kuldioxidudledning vil kræve en kurv af forskellige løsninger, og naturen byder på nogle spændende muligheder. Mikroskopisk, encellede bakterier er vant til at leve i ekstreme miljøer og udfører ofte kemiske reaktioner, som planter og dyr ikke kan udføre.

"For eksempel, E. coli-bakterien kan vokse i fuldstændig fravær af ilt. Når den gør dette, laver den et specielt metalholdigt enzym, kaldet 'FHL', som kan interkonvertere gasformig kuldioxid med flydende myresyre. Dette kunne give mulighed for at opfange kuldioxid i et håndterbart produkt, der nemt kan opbevares, kontrolleret eller endda brugt til at lave andre ting. Problemet er, den normale konverteringsproces er langsom og til tider upålidelig.

"Det, vi har gjort, er at udvikle en proces, der gør det muligt for E. coli-bakterien at fungere som en meget effektiv biologisk kulstoffangstanordning. Når bakterierne, der indeholder FHL-enzymet, placeres under tryksatte kuldioxid- og brintgasblandinger – op til 10 atmosfærer af tryk – så observeres 100 procent omdannelse af kuldioxiden til myresyre.Reaktionen sker hurtigt, over et par timer, og ved omgivende temperaturer.

"Dette kan blive et vigtigt gennembrud inden for bioteknologien. Det burde være muligt at optimere systemet yderligere og endelig udvikle en `mikrobiel cellefabrik', der kan bruges til at opsuge kuldioxid fra mange forskellige typer industri.

"Ikke alle bakterier er dårlige. Nogle kan endda redde planeten."

Ikke kun opsamling af kuldioxid, men opbevaring eller genanvendelse af det er et stort problem. Der pumpes millioner af tons CO2 ud i atmosfæren hvert år. For Storbritannien alene, nettoemissionen af ​​C02 i 2015 var 404 mio. tons. Der er et væsentligt spørgsmål om, hvor kan vi placere det hele, selvom vi fanger det, med aktuelle forslag, herunder at pumpe det under jorden ind til tomme olie- og gasfelter.

"E. coli-løsningen, vi har fundet, er ikke kun attraktiv som en kulstoffangstteknologi, det omdanner det til en væske, der er stabil og forholdsvis let at opbevare, " sagde professor Sargent.

"Myresyre har også industrielle anvendelser, fra et konserveringsmiddel og antibakterielt middel i husdyrfoder, et koaguleringsmiddel i produktionen af ​​gummi, og, i saltform, et afisningsmiddel til lufthavnens landingsbaner. Det kan også potentielt genanvendes til biologiske processer, der producerer CO2, danner en dydig løkke."

Resultaterne af forskningen er publiceret i tidsskriftet Aktuel biologi .