Wetenschappers van de Universiteit van Dundee hebben ontdekt dat E. coli-bacteriën de sleutel kunnen zijn tot een efficiënte methode om koolstofdioxide af te vangen, op te slaan of te recyclen.

Het verminderen van de uitstoot van kooldioxide (CO2) om de opwarming van de aarde te vertragen en zelfs om te keren, wordt gezien als de grootste uitdaging van de mensheid. Het is een doel dat onderhevig is aan aanzienlijke politieke en maatschappelijke hindernissen, maar het blijft ook een technologische uitdaging.

Er zijn nieuwe manieren nodig om CO2 af te vangen en op te slaan. Nutsvoorzieningen, van normaal onschadelijke darmbacteriën is aangetoond dat ze een cruciale rol kunnen spelen.

Professor Frank Sargent en collega's van de University of Dundee's School of Life Sciences, werken met lokale industriepartners Sasol UK en Ingenza Ltd, hebben een proces ontwikkeld waarmee de E. coli-bacterie kan fungeren als een zeer efficiënt apparaat voor het opvangen van koolstof.

Professor Sargent zei:"Het verminderen van de uitstoot van kooldioxide vereist een mand met verschillende oplossingen en de natuur biedt een aantal opwindende opties. Microscopisch, eencellige bacteriën zijn gewend om in extreme omgevingen te leven en voeren vaak chemische reacties uit die planten en dieren niet kunnen.

"Bijvoorbeeld, de E. coli-bacterie kan groeien in volledige afwezigheid van zuurstof. Wanneer het dit doet, maakt het een speciaal metaalbevattend enzym, genaamd 'FHL', die gasvormig kooldioxide kan omzetten in vloeibaar mierenzuur. Dit zou een mogelijkheid kunnen bieden om koolstofdioxide op te vangen in een hanteerbaar product dat gemakkelijk kan worden opgeslagen, gecontroleerd of zelfs gebruikt om andere dingen te maken. Het probleem is, het normale conversieproces is traag en soms onbetrouwbaar.

"Wat we hebben gedaan, is een proces ontwikkelen dat de E. coli-bacterie in staat stelt te werken als een zeer efficiënt biologisch koolstofvangstapparaat. Wanneer de bacteriën die het FHL-enzym bevatten onder druk worden geplaatst van kooldioxide- en waterstofgasmengsels - tot 10 atmosfeer van druk - dan wordt 100 procent omzetting van het kooldioxide in mierenzuur waargenomen. De reactie verloopt snel, over een paar uur, en bij omgevingstemperaturen.

"Dit zou een belangrijke doorbraak in de biotechnologie kunnen zijn. Het moet mogelijk zijn om het systeem nog verder te optimaliseren en uiteindelijk een `microbiële celfabriek' te ontwikkelen die kan worden gebruikt om kooldioxide uit veel verschillende soorten industrie op te dweilen.

"Niet alle bacteriën zijn slecht. Sommige kunnen zelfs de planeet redden."

Niet alleen het afvangen van koolstofdioxide, maar ook het opslaan of recyclen ervan is een groot probleem. Jaarlijks worden er miljoenen tonnen CO2 de atmosfeer in gepompt. Alleen al voor het VK de netto-uitstoot van C02 in 2015 bedroeg 404 miljoen ton. Er is een belangrijke vraag waar we het allemaal kunnen plaatsen, zelfs als we het vastleggen, met actuele suggesties, waaronder het ondergronds pompen naar lege olie- en gasvelden.

"De E. coli-oplossing die we hebben gevonden is niet alleen aantrekkelijk als technologie voor het afvangen van koolstof, het zet het om in een vloeistof die stabiel is en relatief gemakkelijk kan worden bewaard, zei professor Sargent.

"Mierenzuur heeft ook industriële toepassingen, van een conserveermiddel en antibacterieel middel in veevoer, een stollingsmiddel bij de productie van rubber, en, in zoutvorm, een de-icer voor start- en landingsbanen van luchthavens. Het kan mogelijk ook worden gerecycled in biologische processen die CO2 produceren, een deugdzame lus vormen."

De resultaten van het onderzoek worden gepubliceerd in het tijdschrift Huidige biologie .