De har laget bakterier som lager bioetanol av CO2 fra atmosfæren

Hva om det var mulig å ta opp CO2 fra lufta, og gjøre det om til drivstoff?

Joda, det finnes selvsagt allerede. En hvilken som helst plantevekst driver med dette ved hjelp av fotosyntese. Problemet er at det ikke nødvendigvis er bærekraftig å hogge skog eller okkupere matjord til raps for brensel.

Og naturen er ikke spesielt effektiv heller. En plante produserer biomasse fra sollys med en virkningsgrad på én prosent. 

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonsørinnhold

– Spennende å jobbe med løsninger som har en direkte og målbar effekt på miljøet

En ny genmodifisert bakterie kan imidlertid gjøre samme jobben ti ganger mer effektivt, og avgi både biomasse og alkohol, uten at så mye som en løvetann må ofres.

Det påstår Harvard-professor Daniel G. Nocera at han har fått til. Nocera er en av verdens ledende kjemikere innen uorganisk kjemi.

Han og hans forskerlag ved Harvards Nocera Lab har laget en genmodifisert bakterie som tar opp karbondioksid og hydrogen, og avgir alkohol og biomasse, skriver Forbes.

• Det startet som et eksperiment på kjøkkenbenken: Snart passerer de milliarden

Modifiserte bakterier og kunstig løv

Under en forelesning ved Energy Policy Institute i Chicago, fortalte Nocera at bakteriene produserer isopropanol, isobutanol og isopentanol. Disse alkoholene kan brukes som drivstoff direkte, uten at det er behov for videre prosessering. 

Men: Bakteriene trenger hydrogen i tillegg til karbondioksid. Det ene er lett tilgjengelig i atmosfæren, mens det andre må fremskaffes på ett eller annet vis.

Her kommer en tidligere oppfinnelse fra professoren inn i bildet:

For fem år siden publiserte han og et forskerlag med MIT en rapport i Science hvor de beskrev et kunstig «løv» som splitter hydrogen og oksygen fra vann, som de har utviklet.

Enkelt sagt utfører denne oppfinnelsen en slags kunstig fotosyntese, hvor et tynt silisiumbasert solcellepanel og katalysatorer av kobolt og fosfat sørger for produksjon av hydrogen og oksygen når det plasseres i vann og utsettes for sollys. Resultatet er H⁺-ioner og oksygenatomer.

Koboltkatalysatoren gjør at O₂-molekyler dannes, mens fosfatkatalysatoren bidrar til at H⁺-ionene tilføres et elektron og danner H₂-molekyler. Hydrogenet kan så lagres eller brennes.

Oppfinnelsen tok aldri av, og professoren mener selv at det skyldes at det ikke finnes noen infrastruktur for hydrogen.

• Les også: Nordmenn utvikler batterier som kan lades 1000 ganger raskere

Fra sol via hydrogen til alkohol

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonse

Trer frem med omstilling som innstilling

Men nå bruker han løvet til å forsyne bakteriene med hydrogen, mens karbondioksidet tas fra luften. Og vips: drivstoffproduserende bakterier.

Bakterien har fått navnet Ralston eutropha, og er utviklet i samarbeid med biologer fra Harvard Medical School. Rent praktisk tar den opp hydrogen og karbondioksid og bygger adenosintrifosfat (ATP).

De som har hatt litt biologi på videregående skole husker antakeligvis at dette er molekylet som får metabolismen til å fungere, altså at det er energibæreren i kroppen.

ATP, som har kjemisk formel C₁₀H₁₆N₅O₁₃P_3, konverteres til alkoholer og ekskreteres av bakterien takket være en genetisk modifikasjon. Alt som trengs i tillegg til CO₂ og H₂ er lys, ifølge Nocera.

• De startet utviklingen av teknologien for sju år siden: Rett før påske kom gjennombruddet

Binder 237 liter CO₂ per kilowattime

Han forklarer det slik at bakteriene spiser hydrogen og puster karbondioksid. Bakteriene kan fortsette og dele seg, og vokse eksponensielt.

En reaktor på én liter kan ta opp 500 liter CO₂ om dagen, og for hver kilowattime de produserer fjernes 237 liter CO₂ fra atmosfæren.

Å forbrenne drivstoffet bakteriene produserer vil selvsagt slippe ut CO₂, så dette er ingen metode som egner seg til å støvsuge atmosfæren for klimagasser.

Men drivstoffet vil være CO₂-nøytralt, og det vil ikke være behov for å hugge ned skog for å få tak i biomasse.

Bakteriene har også høyere virkningsgrad enn planter, ifølge Nocera. Mens planter konverterer lys til biomasse med en virkningsgrad på en prosent, er den angivelig 10,6 prosent for biomasse og 6,4 prosent for alkohol.

• Japanerne skriker etter ren energi: Nå vil de hente den fra Finnmark

Vil videreutvikle oppfinnelsen i India

Og det kanskje viktigste er at det ikke krever tilgang til elektrisitet. Det gjør det mulig å produsere karbonnøytralt drivstoff i områder hvor det ikke er enkelt tilgang til strøm.

Nocera planlegger å få oppfinnelsen sin videreutviklet av indiske forskere, for bruk i India. I områder med svak infrastruktur kan bakteriene være en lokal fornybar energikilde. 

En forskningsartikkel skal publiseres i journalen Science om kort tid, ifølge Forbes.

• Les også: Så lang tid tar det før et solcellepanel tjener inn seg selv