Pretvaranje CO2 u sirovine za proizvodnju plastike

Istraživači su uspješno sintetizovali fumarat (fumarnu kiselinu), kombinovanjem ugljen-dioksida (CO2) sa piruvatom (dobijenim iz biomase), koristeći dva biokatalizatora: malat dehidrogenazu i fumarazu. Fumarat se trenutno koristi za proizvodnju biorazgradive plastike poput polibutilen sukcinata od nafte. Međutim, ovo istraživanje je omogućilo sintezu fumarata bez nafte, trošeći samo CO2 i piruvat dobijen iz biomase.

U biljkama, prirodna fotosinteza vezuje ugljen-dioksid za organska jedinjenja, koja se zatim mogu pretvoriti u glukozu ili skrob. Ovi korisni molekuli mogu da se izdvoje, čuvajući ugljenik u čvrstom obliku. Vještačka fotosinteza oponaša ovaj proces smanjenjem CO2, glavnog uzročnika klimatskih promjena, pretvarajući ga u druge korisne supstance.

Fumarat, sirovina za dobijanje plastike

Istraživači sa Univerziteta Osaka Metropolitan uspjeli su da stvore fumarat koristeći vještačku fotosintezu na piruvatu i CO2. Ovaj fumarat se može koristiti za pravljenje biorazgradive plastike kao što je polibutilen sukcinat, čuvajući ugljenik u kompaktnom, izdržljivom, čvrstom obliku. Trenutno se većina fumarata koji se koristi za proizvodnju ove plastike proizvodi od nafte, tako da je stvaranje fumarata od CO2 i piruvata dobijenog iz biomase veoma poželjno.

Profesor Jutaka Amao iz Istraživačkog centra za vještačku fotosintezu i Mika Takeuči, diplomirani inženjer na Univerzitetu Osaka Metropolitan, koristili su biokatalizator malat dehidrogenazu (oksaloacetat-dekarboksilacija) da kombinuju CO2 sa piruvatom, dobijenim iz biomase, kako bi proizveli L-jabučnu kiselinu. Nakon toga, biokatalizator fumaraza je korišćen za dehidrataciju L-jabučne kiseline da bi se sintetizovao fumarat.

Konverzija CO2 uz pomoć svjetlosti

- Korišćeni su biokatalizatori za pretvaranje CO2 u sirovinu za proizvodnju plastike. Na osnovu naših rezultata, nastavićemo da gradimo bolje sisteme za konverziju CO2 sa još manjim uticajem na životnu sredinu. Težimo efikasnijoj konverziji CO2 u korisne supstance, koristeći svjetlosnu energiju - rekao je profesor Amao.

Sa ovim uspjehom, tim je već́ počeo da istražuje nove metode vještačke fotosinteze sa ciljem proizvodnje fumarata koristeći svjetlost kao energiju. Ako ova tehnologija zaživi, stvoriće se novi vještački fotosintetski sistem za sintezu korisnih makromolekula iz CO2.