Während der Klimawandel fortschreitet, suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt weiterhin nach Möglichkeiten, Emissionen zu verhindern und Emissionen aus der Luft zu entfernen. Mit einer neuen Methode schafften es Forscher mit Bakterien namens Cupriavidus necator CO2 aus der Luft zu extrahieren und es dann zur Herstellung einer Art Polyester zu verwenden. Das Plastik ist biologisch abbaubar.
Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass Cupriavidus necator CO2 ansaugen und daraus bestimmte Arten biologisch abbaubarer Kunststoffe herstellen kann. Der Prozess kann jedoch nur in Chargen durchgeführt werden, da zum Starten des Prozesses Strom benötigt wird – es bilden sich giftige Nebenprodukte, die die Bakterien abtöten. Dies verhindert eine Skalierung des Prozesses. Mit einem neuen Ansatz konnte ein Team aus Chemie- und Biomolekularingenieuren am Korea Advanced Institute of Science and Technology, dieses Problem lösen und eine skalierbare Methode entwickeln. In ihrem veröffentlichten Artikel beschreibt die Gruppe ihre Technik und skizziert ihre Leistung bei Tests über einen Zeitraum von mehreren Stunden.
Der neue Ansatz bestand darin, zu Beginn des Prozesses eine synthetische Membran hinzuzufügen, die die Bakterien von den giftigen Nebenprodukten trennt. Auf der einen Seite der Memban bereiteten chemische Reaktionen CO2 für die Fermentation vor, während auf der anderen Seite andere benötigte Zutaten enthalten waren. Die Membran ließ die Inhaltsstoffe dann langsam zur Seite der Bakterien fließen, die sie zur Herstellung von Poly-3-Hydroxybutyrat-Stückchen nutzten.
Das Forschungsteam führte den Prozess, bei dem die am Polyester festsitzenden Bakterien regelmäßig entfernt und frische leere Proben hinzugefügt wurden, 18 Tage lang durch. Die Versuchsanordnung funktionierte wie geplant und produzierte 11,5 mg PHB pro Stunde. Positiv ist auch das Resümee zur Energieeffizienz. Der Prozess erfordert immer noch Strom, aber da er viel effizienter ist als andere Methoden, waren die Kosten für die Umwandlung von CO2 in Polyester viel geringer. Wenn der benötigte Strom aus erneuerbaren Energien kommt, verläuft der gesamte Prozess der Kunststoffproduktion klimaneutral.
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Bild: Karina Tess auf Unsplash
