Onderzoekers van de Universiteit van Zuid-Florida benutten de kracht van de menselijke fysiologie om broeikasgassen om te zetten in bruikbare chemische verbindingen - een methode die kan helpen de industriële afhankelijkheid van aardolie te verminderen en onze ecologische voetafdruk te verkleinen.

De nieuwe biologisch gebaseerde techniek, gepubliceerd in Natuur Chemische Biologie , is ontwikkeld door USF-professor Ramon Gonzalez, doctoraat, en zijn onderzoeksteam. Het maakt gebruik van het menselijke enzym, 2-hydroxyacyl-co-enzym A-lyase (HACL), om specifieke één-koolstof (C1) materialen om te zetten in complexere verbindingen die gewoonlijk worden gebruikt als bouwstenen voor een eindeloos aantal consumenten- en industriële producten.

"In mensen, dit enzym breekt vertakte vetzuren af, " zei Gonzalez. "Het breekt in feite lange koolstofketens af in kleinere stukjes. We hadden het nodig om het tegenovergestelde te doen. Dus, we hebben het proces zo ontworpen dat het omgekeerd werkt - door enkele koolstofmoleculen te nemen en ze om te zetten in grotere verbindingen.

Door het DNA te manipuleren dat voor het enzym codeert, onderzoekers kunnen het gemodificeerde enzym inbrengen in E. coli-micro-organismen, die als gastheer optreden. Wanneer die microben worden geïntroduceerd in C1-grondstof, zoals methanol, formaldehyde, formaat, kooldioxide en methaan, er vindt een metabool bioconversieproces plaats, het transformeren van de moleculen in complexere verbindingen.

Dit onderzoek betekent een belangrijke doorbraak in biologisch gebaseerde koolstofconversie en heeft het potentieel om de huidige petrochemische processen te transformeren en de hoeveelheid broeikasgas die vrijkomt in de atmosfeer tijdens de productie van ruwe olie te verminderen.

"Als ruwe olie uit de grond wordt gepompt, het wordt geleverd met veel bijbehorend gas, "Zei Gonzalez. "Vaak, dat gas wordt door affakkelen verbrand en vrijgelaten in de atmosfeer. We zien dat gas als een verspilde hulpbron."

Door hun werk, Gonzalez gelooft dat hij en zijn team een ​​methode hebben ontwikkeld om die verspilde hulpbron te gebruiken op een manier die economisch haalbaar en aantrekkelijk is voor olieproducenten.

Direct, de overgrote meerderheid van de olieproductiefaciliteiten maakt gebruik van affakkelen om gas zoals methaan af te branden. Hoewel dat proces een verspilling is, volgens Gonzalez, het is ook inefficiënt en leidt tot het vrijkomen van overtollige, onverbrande methaan in de atmosfeer en extra kooldioxide geproduceerd door het verbrandingsproces.

Door de door USF ontwikkelde techniek te implementeren, olieproducenten zouden niet alleen hun impact op het milieu beter kunnen beheersen, maar ook waardevolle chemische verbindingen kunnen gaan produceren zoals ethyleenglycol en glycolzuur-moleculen die worden gebruikt bij de productie van kunststoffen, cosmetica, polymeren, reinigingsoplossingen en nog veel meer.

traditioneel, de bouwstenen voor deze producten worden gemaakt met aardolie. Dus, terwijl het gebruik van de bioconversiemethode zou helpen de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, het heeft ook het potentieel om de algehele afhankelijkheid van aardolie te verminderen - meerdere voordelen waarvan Gonzalez hoopt dat ze fabrikanten zullen aantrekken om te onderzoeken hoe ze hun proces kunnen toepassen.

"Hoewel deze studie de overkoepelende wetenschap beschrijft die dit allemaal mogelijk maakt, we werken momenteel samen met partners in de privésector om onze techniek te implementeren, "Zei Gonzalez. "Het is opwindend om dit project vanaf het eerste begin tot aan de industriële implementatie te kunnen brengen en hopelijk een betekenisvolle impact te hebben op niet alleen de industrie, maar ook op het milieu."