Mikroby wzbogacają biogaz oraz syntezują cenne chemikalia

Biogaz jest odnawialnym źródłem energii, które może być wykorzystane do ogrzewania domów i napędzania pojazdów. W stanie surowym mieszanina zawiera zarówno metan, jak i dwutlenek wegla, więc wytwórca biogazu musi usunąć i uwolnić CO2 by oczyścić metan. Obecnie naukowcy próbują wzbogacić metan w biogazie przy pomocy bakterii, które przekształcą CO2 – z gazu cieplarnianego na użyteczne związki.Mikroby wzbogacają biogaz oraz syntezują cenne chemikalia

Rys.1 Actinobacillus saccinogenes

Bakterie beztlenowe produkują biogaz przez trawienie odchodów, materii roślinnej i innych materiałów organicznych, które w przeciwnym razie mogą skończyć jako odpady. Taki biogaz zawiera od 50% do 70% metanu, który, jeśli jest oczyszczony, może być pompowany bezpośrednio do sieci gazu ziemnego stosowanego w domach lub sprężany w paliwo. Producenci biogazu usuwają CO2 używając specjalnych filtrów i drogich procesów, mówi Ingólfur B. Gunnarsson, doktorant w laboratorium Irini Angelidaki na Uniwersytecie Technicznym w Danii.

Zespół Angelidaki chciał rozwinąć prostą metodę biologiczną, która mogłaby przekształcić CO2 w coś użytecznego, zamiast uwalniać go do atmosfery. Aby to zrobić, badacz zaangażował bakterie beztlenowe do pomocy. Kilka gatunków tych bakterii przekształca CO2 do kwasu bursztynowego, czyli cztero węglowej cząsteczki  o wielu zastosowaniach przemysłowych, w tym jako prekursor dla polimerów, dodatek do żywności a także jako zamiennik dla związków chemicznych na bazie ropy. Używając tych bakterii naukowcy mogą zamienić surowy biogaz w czysty metan i kwas bursztynowy.

Do badania typu ‚proof-of-principle’ naukowcy wybrali Actinobacillus saccinogenes, bakterie przekształcające węgiel oraz tolerujące wysokie stężenia cukru i kwasu bursztynowego. Skonstruowali zamknięty fermentator, który pozwolił im pompować symulowany biogaz zawierający 60% metanu i 40% CO2 przez kulturę bakterii A. succinogenes.

Zespół podniósł ciśnienie w fermentatorze do 140kPa by zwiększyć rozpuszczalność CO2 w hodowli. Przy tym ciśnieniu, 24-godzinna fermantacja daje nam 14.39 g kwasu bursztynowego na litr kultury i biogaz składa się w  95,4% z metanu, który jest wystarczająco dobry do większości  zastosowań.

„Uzyskana czystość jest ekscytująca”, mówi Caixia (Ellen) Wan z Uniwersytetu w Missouri w Kolumbii. Jednak, jak dodaje, prawdziwy biogaz może wymagać dodatkowych etapów oczyszczania z zanieczyszczeń takich jak siarkowodór, który może zaszkodzić kulturom bakteryjnym. „Również, mając na uwadze CO2 obecny w symulowanym biogazie, wydajność kwasu bursztynowego jest niska.” Wan. Gunnarsson uważa, że można zwiększyć wydajność poprzez optymalizację szczepu bakteryjnego i warunków fermentacji.

  1. Chemical & Engineering News, ISSN 0009-2347
  2. Sci. Technol. 2014, DOI: 10.1021/es504000h
  3. http://cen.acs.org/articles/92/web/2014/10/Microbes-Enrich-Biogas-Synthesize-Valuable.html

Opracowała: Magdalena Kulińska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*