(Bilde: Dominick Reuter)

LAGER BIODRIVSTOFF MED BAKTERIER OG SOLLYS

De har laget bakterier som lager bioetanol av CO2 fra atmosfæren

Puster inn CO2, spiser hydrogen, og lager biodrivstoff. Trenger bare sollys.

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. 

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.

Harvard-professor Daniel Nocera har ledet utviklingen av en bakterie som produserer drivstoff fra karbondioksid og hydrogen.
Harvard-professor Daniel Nocera har ledet utviklingen av en bakterie som produserer drivstoff fra karbondioksid og hydrogen. Foto: Kris Krüg (CC BY 2.0)

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.

Video av Noceras hydrogenproduserende kunstige løv.

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.

Fra sol via hydrogen til alkohol

Drivstoffbakterier

Drivstoffproduserende bakterier er ikke noen ny idé.

I 2013 viste koreanske forskere frem e.coli-bakterier som ekskreterer bensin.

Den såkalte ABE-prosessen fermenterer sukker til biobutanol ved hjelp av bakterier.

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 C10H16N5O13P3, 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.

Binder 237 liter CO2 per kilowattime

Daniel Nocera leder arbeid med å lage fornybart drivstoff ved hjelp av sollys og bakterier.
Daniel Nocera leder arbeid med å lage fornybart drivstoff ved hjelp av sollys og bakterier. Foto: Dominick Reuter, MIT (CC BY 3.0)

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.

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.

Få med deg «Nordic EV Summit 2017» den 7. februar 2017.

Kommentarer (5)

Kommentarer (5)