En eksotisk mikrobe og en usædvanlig udvindingsproces kan tilføje op til en økonomisk måde at lave et lovende biobrændstof på

At tage et skridt nærmere en "grøn" erstatning for fossile brændstoffer, et forskerhold, der omfatter en kemiingeniør ved Worcester Polytechnic Institute (WPI), har udviklet en ny proces, der bruger et usædvanligt opløsningsmiddel og en eksotisk mikroorganisme, der kan gøre det muligt at fremstille isobutanol og andre biobrændstoffer mere økonomisk.

Isobutanol, som ethanol, er en alkohol, men dens lavere vandopløselighed (hvilket reducerer risikoen for korrosion forbundet med mange biobrændstoffer) og højere energitæthed (hvilket oversættes til øget miles per gallon), har skabt stor interesse for forbindelsens potentielle anvendelse som benzintilsætning og endda en benzinerstatning. Men fremstilling af isobutanol, som typisk er produceret ved hjælp af bioteknologi, har vist sig vanskeligt og dyrt.

"Med den voksende trussel om klimaændringer og vores afhængighed af fossile brændstoffer og olieproducerende lande, der er stigende interesse for at bruge isobutanol som benzinadditiv i stedet for ethanol, hvilket kan sænke et køretøjs brændstofeffektivitet markant, " sagde Michael Timko, lektor i kemiteknik ved WPI. "Men vi har ikke fundet en miljøvenlig, effektiv, eller billig måde at producere det på."

I et papir udgivet for nylig i Naturkommunikation ("Konstrueret mikrobiel biobrændstofproduktion og genvinding under superkritisk kuldioxid"), Timko og kolleger beskriver en ny metode til at producere og udvinde isobutanol, der bruger superkritisk kuldioxid som opløsningsmiddel og en bakterie, der kan trives i denne barske, antimikrobiel væske. Holdet gensplejsede bakterien, som var isoleret fra et naturligt forekommende reservoir af højtryks kuldioxid, ved at tilføje gener til fremstilling af isobutanol. De viste derefter, hvordan superkritisk kuldioxid kunne overvinde to vigtige problemer, der plager konventionelle biobrændstofproduktionsmetoder:lavt udbytte og bakteriel forurening.

Timko, som modtog en National Science Foundation CAREER Award i 2016 for sit arbejde med biobrændstoffer, analyserede processen og viste, at biobrændstoffet kunne fremstilles ved at bruge fem gange mindre energi sammenlignet med traditionelle fremstillingsprocesser, gør det billigere, mere effektiv og mere miljøvenlig.

"Vi har lavet beregningerne for at bevise, at denne proces fungerer, og den fungerer godt, " sagde han. "Vi havde en intuition om, at dette ville fungere, men spørgsmålet var, om det ville være energieffektivt. Viser sig, det er. Forskningens kunst har været at skabe ekstraktionsteknikken. Stort set alle måder at adskille blandinger på var tidligere blevet prøvet på isobutanol, men vi fandt frem til den rigtige proces."