Przełom w przemysłowym wykorzystaniu CO2

Fot. Pixabay CC0

Badacze z Uniwersytetu Technicznego w Monachium (TUM) po raz pierwszy wykorzystali gazowy CO2 jako substrat w reakcji biotechnologicznej. Produktem jest metionina, niezbędny aminokwas, która jest szeroko stosowana, szczególnie w paszach dla zwierząt. Proces ten mógłby zastąpić obecnie stosowaną produkcję petrochemiczną.

Produkcja petrochemiczna to sześcioetapowy proces, który wymaga silnie toksycznego cyjanowodoru. Evonik Industries, producent metioniny, zaprosił w 2013 r. naukowców do zaproponowania nowych metod, dzięki którym produkcja byłaby bezpieczniejsza.

Występującym w naturze produktem degradacji metioniny jest metional. Podczas konwencjonalnego procesu tworzy się on w łatwy sposób jako produkt pośredni. "Opierając się na założeniu, że metionina w mikroorganizmach jest degradowana przez enzymy do metionalu z uwolnieniem CO2, staraliśmy się odwrócić ten proces. Każda reakcja chemiczna jest z zasady odwracalna, ale często wymaga dużej energii i ciśnienia." - wyjaśnia profesor Arne Skerra.

Naukowcy przeprowadzili eksperymenty i określili ciśnienie CO2, które byłoby potrzebne do produkcji metioniny z metionalu w procesie biokatalitycznym. Niespodziewanie okazało się, że jest ono względnie niskie - w przybliżeniu odpowiadające temu w oponie samochodu o około dwóch barach. Dzięki temu osiągnięciu Evonik rozszerzył finansowanie, a zespół wzbogacił się o kolejnych naukowców.

Po kilku latach pracy udało się poprawić wydajność reakcji, a co więcej także wyjaśnić jej teoretyczne podstawy.
W przyszłości jej zasada może posłużyć za wzór do przemysłowej produkcji innych cennych aminokwasów lub prekursorów dla farmaceutyków. Może to być pierwszy raz, gdy istnieje biotechnologiczny proces produkcyjny wykorzystujący gazowy CO2. Do tej pory próby recyklingu gazu cieplarnianego zawodziły z powodu niezwykle dużej energii, która jest do tego potrzebna.

(KB)