Američtí vědci našli způsob, jak učinit výrobu důležitých chemikálií šetrnější ke klimatu – a zároveň snížit emise z ocelových komínů. Tajemství spočívá v geneticky modifikovaných bakteriích.
Klimaticky šetrná alternativa
Nový biotechnologický proces nabízí klimaticky šetrnou alternativu k výrobě chemikálií acetonu a isopropanolu. Výzkumná skupina používá bakterie k výrobě látek z výfukových plynů ocelárny. Protože skleníkový plyn oxid uhličitý (CO₂) neuniká do atmosféry, proces je nejen klimaticky neutrální, ale také šetří CO₂. Tým vedený Michaelem Jewettem z Northwestern University v Evanstonu a Michaelem Köpkem z LanzaTech ve Skokie (oba v americkém státě Illinois) představil proces v odborném časopise „Nature Biotechnology“. Aceton je základní chemikálie používaná jako průmyslové rozpouštědlo a jako prekurzor akrylových a jiných plastů. Isopropanol je součástí léků, kosmetiky a také dezinfekčních prostředků používaných například v boji proti koronaviru Sars-CoV-2. Surová ropa a zemní plyn byly dosud nezbytné pro průmyslovou výrobu chemikálií, procesy jsou energeticky náročné a vedou k emisím, které poškozují klima a nebezpečnému odpadu.
„Vyvinuté způsoby výroby acetonu a isopropanolu urychlí vývoj dalších nových produktů uzavřením uhlíkového cyklu pro jejich použití v různých průmyslových odvětvích,“ uvedla Jennifer Holmgren, generální ředitelka LanzaTech, v prohlášení společnosti. Mnoho autorů studie se již zabývalo výrobou etanolu (alkohol v pivu a víně, který se také používá jako palivo) pomocí bakterie Clostridium autoethanogenum. Proces, který se měl nedávno průmyslově využívat, posloužil výzkumníkům jako výchozí bod.
Zkoumání a vývoj genů, bakterií
Pro nový úkol bakterii biotechnologicky upravili. Nejprve zkoumali v genových databázích. V následných experimentech vypnuli geny, které vedou k produkci nežádoucích vedlejších produktů. Také duplikovali gen, který omezuje požadovanou reakci – což jim umožňuje výrazně zvýšit výtěžky acetonu a isopropanolu.
Nakonec přenesli proces z dvoulitrové nádoby v laboratoři do 120 litrové nádrže pro průmyslový proces. Když proces probíhal hladce, provedli analýzu životního cyklu: jaká je uhlíková stopa od surovin až po hotový produkt? Měřeno v kilogramech ekvivalentu CO₂ na kilogram chemikálie, se stala výsledkem hodnota minus 1,78 pro aceton a minus 1,17 pro isopropanol. Hodnoty se blíží k záporné hodnotě, protože více CO₂ se absorbuje, než eliminuje. Při konvenčních výrobních procesech jsou hodnoty 2,55 (aceton) a 1,85 (isopropanol), což znamená vyšší emise skleníkových plynů.
„Vytvoření cirkulárního, nebo dokonce čistého negativního průmyslového sektoru prostřednictvím nových syntetických biologických přístupů nevyřeší klimatickou krizi samo o sobě, ale může řešit některé z nejobtížněji dekarbonizovaných částí světové ekonomiky,“ píší Corinne Scown a Jay Keasling z Lawrence Berkeley National Laboratory v Berkeley (Kalifornie, USA) v komentáři, rovněž v »Nature Biotechnology«. Zdůrazňují, že největší výhodou nového procesu by mohlo být to, že z něj lze vyrobit tři produkty. A v budoucnu možná i více. To umožňuje výrobci pružně reagovat na potřeby světového trhu.
Zdroj: spiegel.de, Vapol.cz
