Lektioner fra naturlig fotosyntese til omdannelse af CO2 til råmaterialer til plast

Hos planter binder naturlig fotosyntese kuldioxid (CO₂). ) til organiske forbindelser, som derefter kan omdannes til glucose eller stivelse. Disse nyttige molekyler kan sekvestreres og lagre kulstoffet i fast form. Kunstig fotosyntese efterligner denne proces ved at reducere drivhusgassen CO₂ — hovedårsagen til klimaændringer — som omdannes til andre nyttige stoffer.

Forskere fra Osaka Metropolitan University har formået at skabe fumarat ved hjælp af kunstig fotosyntese på pyruvat og CO₂ . Dette fumarat kan bruges til at fremstille bionedbrydelig plast som polybutylensuccinat, hvor kulstoffet opbevares i en kompakt, holdbar, fast form. I øjeblikket er det meste af fumarat, der bruges til at fremstille denne plast, fremstillet af petroleum, så fumarat dannes ud fra CO₂ og biomasseafledt pyruvat er yderst ønskeligt.

Professor Yutaka Amao fra Research Center for Artificial Photosynthesis og Mika Takeuchi, en kandidatstuderende ved Osaka Metropolitan University Graduate School of Science, brugte biokatalysatoren malatdehydrogenase (oxaloacetat-decarboxylering) til at kombinere CO₂ med pyruvat, afledt af biomasse, for at producere L-æblesyre. Efterfølgende blev biokatalysatoren fumarase brugt til at dehydrere L-æblesyren for at syntetisere fumarat.

"Biokatalysatorerne blev brugt til at omdanne CO₂ til et råmateriale til plast. Baseret på vores resultater vil vi fortsætte med at konstruere bedre CO₂ konverteringssystemer med en endnu lavere miljøbelastning; vi sigter mod mere effektiv omdannelse af CO₂ til nyttige stoffer ved at bruge lysenergi," sagde prof. Amao.

Med denne succes er holdet allerede begyndt at forske i nye metoder til kunstig fotosyntese med det mål at producere fumarat ved hjælp af lys som energi. Hvis denne teknologi kan realiseres, vil den skabe et nyt kunstigt fotosyntetisk system til at syntetisere nyttige makromolekyler fra CO₂ .

Den aktuelle undersøgelse er publiceret i Reaction Chemistry &Engineering . + Udforsk yderligere

Nøglen til at sænke kuldioxidemissionerne er lavet af metal