​Solenergi blir biobränsle utan solceller

Snart kan vi ersätta fossila bränslen med en koldioxidneutral produkt bildad från solenergi, koldioxid och vatten. Forskare vid Uppsala universitet har lyckats framställa mikroorganismer som effektivt kan producera alkoholen butanol utav koldioxid och solenergi, utan att behöva gå omvägen via solceller. Det visar en ny studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Energy & Environmental Science.

– Vi har systematiskt designat och skapat en serie modifierade cyanobakterier som stegvis producerade ökande mängder butanol i direkta processer. När de bästa cellerna används i långtidsförsök i våra laboratorier ser vi en produktion som vida överstiger vad som finns rapporterat i litteraturen. Den är till och med jämförbar med indirekta processer där man matar bakterier med socker, säger Pia Lindberg, universitetslektor vid institutionen för kemi vid Ångströmlaboratoriet, Uppsala universitet.

Kunskapen och förmågan att modifiera cyanobakterier att producera ett flertal olika kemikalier från koldioxid och solenergi växer fram parallellt med framsteg i tekniken, syntetisk biologi, att genetiskt förändra dem. Genom en kombination av teknikutveckling, ett systematiskt arbetssätt och upptäckten att ju mer produkt som tas bort från cyanobakterierna desto mer butanol bildas, visar studien vägen framåt att förverkliga konceptet.

Redan tidigare vet man att det går att framställa butanol med den här processen (proof-of-concept). Det nya är att forskarna visar att det går att få till en betydligt högre produktion, så pass hög att det blir möjligt att använda i produktion. Rent praktiskt kan butanolen användas inom bilindustrin som både ett miljövänligt fordonsbränsle – den fjärde generationen biobränsle – och som en miljövänlig beståndsdel i gummi till däcken, och i plaster i olika delar av t.ex. fordonen. I båda fallen ersätts användandet av fossila bränslen av en koldioxidneutral produkt bildad från solenergi, koldioxid och vatten.

Även större industrier, inom alla branscher, som idag har höga utsläpp av växthusgasen koldioxid kan använda processen med cyanobakterier för att binda koldioxid och på det sättet minska sina utsläpp betydligt.

– De mest effektiva fotosyntetiska organismerna på jorden är mikroskopiska cyanobakterier. I den här studien utnyttjar vi deras förmåga att effektivt fånga in solens energi och fixera luftens koldioxid tillsammans med alla de verktyg vi har att modifiera cyanobakterier att tillverka önskvärda produkter. Resultaten visar att en direkt produktion av koldioxidneutrala kemikalier och bränslen från solenergi är en framtida möjlighet, säger Peter Lindblad, professor vid institutionen för kemi vid Ångströmlaboratoriet, Uppsala universitet, som leder projektet.

Forskningen vid Uppsala universitet ingår i det större EU-projektet Photofuel (www.photofuel.eu) som koordineras av fordonstillverkaren VW och vars målsättning är att utveckla nästa generation av tekniker för en hållbar tillverkning av alternativa bränslen inom transportsektorn.

Artikeln Modular Engineering for Photosynthetic 1-Butanol Production in Cyanobacteria publicerades i Energy & Environmental Science, doi.org/10.1039/C9EE01214A, https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C9EE01214A#!divAbstract

Vetenskapliga artikeln bifogas i PDF.

För mer information kontakta:

Pia Lindberg, universitetslektor vid institutionen för kemi - Ångström, Uppsala universitet
e-post: pia.lindberg@kemi.uu.se, mobil 070-795 8284

Peter Lindblad, professor vid institutionen för kemi - Ångström, Uppsala universitet
e-post: peter.lindblad@kemi.uu.se, mobil 070-425 04 98

https://www.kemi.uu.se/angstrom/forskning/molekylar-biomimetik/mikrobiell-kemi