Vi khuẩn biến chất thải carbon thành các hóa chất có giá trị
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một dòng vi khuẩn để phân hủy carbon dioxide (CO2), biến nó thành các hóa chất công nghiệp đắt tiền, được sử dụng phổ biến. Phương pháp loại bỏ carbon CO2 khỏi khí quyển và bỏ qua việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để tạo ra các hóa chất này.
.jpg)
Vi khuẩn được biết đến với việc phá vỡ đường lactose để tạo sữa chua và đường để làm bia. Hiện các nhà nghiên cứu do Đại học Northwestern và LanzaTech đứng đầu đã khai thác vi khuẩn để phân hủy carbon dioxide (CO2) trong chất thải để tạo ra các hóa chất công nghiệp có giá trị.
Trong một nghiên cứu thử nghiệm mới, các nhà nghiên cứu đã lựa chọn, thiết kế và tối ưu hóa một chủng vi khuẩn và sau đó chứng minh thành công khả năng chuyển đổi CO2 thành axeton và isopropanol (IPA).
Quy trình lên men khí mới này không chỉ loại bỏ khí nhà kính khỏi bầu khí quyển mà còn tránh sử dụng nhiên liệu hóa thạch, vốn thường cần thiết để tạo ra axeton và IPA. Sau khi thực hiện phân tích vòng đời, nhóm nghiên cứu nhận thấy nền tảng carbon có thể giảm phát thải khí nhà kính tới 160% so với các quy trình thông thường, nếu được áp dụng rộng rãi.
Nghiên cứu sẽ được công bố trên tạp chí Nature Biotechnology.
Hóa chất nền tảng và công nghiệp cần thiết, axeton và IPA được tìm thấy ở khắp mọi nơi, với thị trường toàn cầu kết hợp đứng đầu 10 tỷ đô la. Được sử dụng rộng rãi như một chất khử trùng, IPA là cơ sở cho một trong hai công thức chất khử trùng được Tổ chức Y tế Thế giới khuyến cáo, có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt vi rút SARS-CoV-2. Và axeton là dung môi cho nhiều loại nhựa và sợi tổng hợp, làm mỏng nhựa polyester, làm sạch dụng cụ và tẩy sơn móng tay.
Mặc dù những hóa chất này vô cùng hữu ích, nhưng chúng được tạo ra từ các nguồn tài nguyên hóa thạch, dẫn đến khí thải CO2 làm khí hậu nóng lên.
Để sản xuất các hóa chất này bền vững hơn, các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình lên men khí mới. Họ bắt đầu với Clostridium autoethanogenum, một loại vi khuẩn kỵ khí được thiết kế tại LanzaTech. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng các công cụ sinh học tổng hợp để lập trình lại vi khuẩn lên men CO2 tạo ra axeton và IPA.
Nhóm nghiên cứu tin rằng các chủng và quy trình lên men được phát triển sẽ chuyển sang quy mô công nghiệp. Cách tiếp cận này cũng có thể được áp dụng để tạo ra các quy trình hợp lý để tạo ra các hóa chất có giá trị khác.
ctngoc