Proizvodnja potpuno ugljično neutralnog solarnog biogoriva

Tim biologa i inženjera sa Sveučilišta Washington u St. Louisu modificirao je mikrob Rhodopseudomonas palustris TIE-1 tako da može proizvoditi biogorivo koristeći samo tri obnovljiva i prirodno bogata sastojka: ugljični dioksid, električnu energiju koju generiraju solarni paneli i svjetlost.

Ugljično neutralno gorivo

Dobiveno biogorivo, n-butanol, autentično je ugljično neutralno gorivo koje se može koristiti u mješavinama s dizelom ili benzinom. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Communications Biology.

Mikrobi Rhodopseudomonas palustris TIE-1
Mikrobi Rhodopseudomonas palustris TIE-1

“Mikroorganizmi su razvili niz tehnika za dobivanje hranjivih tvari iz svog okruženja. Jedna od fascinantnijih tehnika hranjenja koristi mikrobnu elektro sintezu (MES)”, objašnjava profesorica Arpita Bose, voditeljica studije u kojoj su iskoristili moć mikroba da pretvore ugljični dioksid u spojeve s više ugljika dodane vrijednosti u upotrebljivom biogorivu.


Dobiveno gorivo, n-butanol, ima visok sadržaj energije i nisku sklonost isparavanju ili otapanju u vodi bez izgaranja, naročito u usporedbi s uobičajenim biogorivom kao što je etanol.


Fotoautotrofija: TIE-1 koristi ugljični dioksid kao izvor ugljika, vodik, fero željezo ili postavljenu elektrodu kao izvor elektrona, svjetlost kao izvor energije i NH4+ ili N2 kao izvor dušika
Fotoautotrofija: TIE-1 koristi ugljični dioksid kao izvor ugljika, vodik, fero željezo ili postavljenu elektrodu kao izvor elektrona, svjetlost kao izvor energije i NH4+ ili N2 kao izvor dušika

Mikrobi koji se hrane mikrobnom elektro sintezom pričvršćuju se izravno na negativno nabijenu katodu unutar MES reaktora tako da mogu “pojesti” električnu energiju. Prethodna istraživanja pomogla su rasvijetliti kako mikrobi poput TIE-1 koriste elektrone za fiksiranje ugljičnog dioksida i kako se oni mogu koristiti za stvaranje održive bioplastike.

Proizvodnja održivog biogoriva

Drugi istraživači već su istraživali upotrebu cijanobakterije za proizvodnju održivih biogoriva. Međutim, ove vrste organizama proizvode kisik tijekom fotosinteze, što obično ograničava njihovu učinkovitost za sintezu biogoriva, budući da su mnogi enzimi osjetljivi na kisik.

Voditeljica studije Arpita Bose
Voditeljica studije Arpita Bose

Kako bi istražili kako se TIE-1 može iskoristiti za proizvodnju biogoriva, istraživači su izradili mutantni oblik mikroba koji nije mogao fiksirati dušik i potom umjetno izveli biosintezu n-butanola. 

Potpuno održiv ciklus

Ova studija, vjeruju istraživači iz St. Louisa, prvi je pokušaj proizvodnje biogoriva pomoću platforme za mikrobnu elektro sintezu s pogonom na solarne ploče, gdje se ugljični dioksid izravno pretvara u tekuće gorivo. To bi, nadaju se, mogla biti odskočna daska za buduću održivu proizvodnju solarnog goriva.

N-butanol je autentično ugljično neutralno gorivo koje se može koristiti u mješavinama s dizelom ili benzinom
N-butanol je autentično ugljično neutralno gorivo koje se može koristiti u mješavinama s dizelom ili benzinom

“Industrijska proizvodnja bioplastike i biogoriva pomoću mikrobne elektro sinteze može se postići korištenjem električne energije proizvedene solarnim panelima, stvarajući potpuno održiv ciklus”, zaključuje Bose.