Ny metode forbedrer produktionen af ​​biobrint og andre biokemikalier markant

En fælles undersøgelse fra Universitetet i Turku og VTT Teknisk Forskningscenter i Finland har vist, at fotosyntese mikrobielle cellers evne til at producere biobrint fra solenergi kan forbedres markant ved at fastgøre cellerne til en gennemsigtig nanocellulosefilm. Metoden forventes også at øge produktionen af ​​andre biokemikalier fra mikroalgeceller. Resultaterne er blevet offentliggjort i den prestigefyldte Journal of Materials Chemistry A .

Arbejdet fra Yagut Allahverdiyeva (lektor i molekylær plantebiologi ved Universitetet i Turku) og hendes team om udnyttelsen af ​​fotosyntetiske mikroalger og cyanobakterier anses for at være blandt de mest lovende muliggører af bioøkonomien. Takket være de enkle konstruerede biofilmstrukturer, solenergi opfanget ved fotosyntese kan ledes ind i det ønskede slutprodukt på en effektiv og kontrolleret måde.

"Nøglerollen spilles af celleimmobilisering, binding af cellerne inden i eller til en overflade af et gel-lignende stof, hvorved cellemetabolismen skifter fra vækst af biomasse til produktion af de ønskede forbindelser. Derudover fastgørelse af cellerne til en tynd, transparent film reducerer tabet af lysenergi betydeligt sammenlignet med normal dyrkning af mikroalger i vækstmediet, " siger Allahverdiyeva.

Materiale egnet til immobilisering skal være porøst, gennemsigtig, vandafvisende og biologisk kompatibel med algeceller.

"Nanocellulosefilm opfylder alle disse krav. Det er en effektiv erstatning for det materiale, der er brugt indtil nu, en alginatpolymer med relativt dårlig mekanisk holdbarhed og lav porøsitet. Den gennemsigtige nanocellulosefilm udviklet af VTT har bedre mekanisk ydeevne, og dens porøsitet kan let skræddersyes, " siger Tekla Tammelin, en ledende videnskabsmand ved VTT.

Undersøgelsen afslørede den høje kompatibilitet af nanocellulose med brintproducerende grønne alger og cyanobakterier. Ud over, grønalgecellernes brintproduktionsudbytte var klart højere for nanocellulosemembranen end ved brug af alginat.

"Hvad er mere, frigivelsen af ​​molekyler større end hydrogen fra nanocellulosefilmen kan lettes af en optimal porestruktur, som vil blive brugt i den fremtidige produktion af andre biokemikalier, der kræves af industrien, såsom kulbrinter eller terpener, " siger Allahverdiyeva.