science >> Wetenschap >  >> Chemie

Lessen uit natuurlijke fotosynthese voor omzetting van CO2 naar grondstoffen voor plastic

Fumaraat wordt gesynthetiseerd door CO2 te fixeren tot pyruvaat met multi-biokatalysatoren. Malaatdehydrogenase (ME) combineert pyruvaat en koolstofdioxide (CO2) tot L-malaat, dat door fumarase (FUM) kan worden omgezet in fumaraat. Het fumaraat kan worden gebruikt als grondstof voor biologisch afbreekbaar plastic, zoals polybutyleensuccinaat, dat doorgaans wordt geproduceerd uit aardolie, terwijl het CO2 sekwestreert. Krediet:Osaka Metropolitan University

In planten bindt natuurlijke fotosynthese koolstofdioxide (CO2 ) tot organische verbindingen, die vervolgens kunnen worden omgezet in glucose of zetmeel. Deze bruikbare moleculen kunnen worden gesekwestreerd, waarbij de koolstof in vaste vorm wordt opgeslagen. Kunstmatige fotosynthese bootst dit proces na door het broeikasgas CO2 . te verminderen — de belangrijkste oorzaak van klimaatverandering — die wordt omgezet in andere nuttige stoffen.

Onderzoekers van de Osaka Metropolitan University zijn erin geslaagd fumaraat te maken met behulp van kunstmatige fotosynthese op pyruvaat en CO2 . Dit fumaraat kan worden gebruikt om biologisch afbreekbaar plastic zoals polybutyleensuccinaat te maken, waarbij de koolstof wordt opgeslagen in een compacte, duurzame, vaste vorm. Momenteel wordt het meeste fumaraat dat wordt gebruikt om dit plastic te maken gemaakt van aardolie, dus het maken van fumaraat uit CO2 en van biomassa afgeleid pyruvaat is zeer wenselijk.

Professor Yutaka Amao van het onderzoekscentrum voor kunstmatige fotosynthese en Mika Takeuchi, een afgestudeerde student aan de Osaka Metropolitan University Graduate School of Science, gebruikten de biokatalysator malaatdehydrogenase (oxaalacetaat-decarboxylering) om CO2 te combineren met pyruvaat, afgeleid van biomassa, om L-appelzuur te produceren. Vervolgens werd de biokatalysator fumarase gebruikt om het L-appelzuur te dehydrateren om fumaraat te synthetiseren.

"De biokatalysatoren werden gebruikt om CO2 . om te zetten tot grondstof voor plastic. Op basis van onze resultaten zullen we doorgaan met het bouwen van betere CO2 conversiesystemen met een nog lagere milieubelasting; we streven naar een efficiëntere omzetting van CO2 omzetten in nuttige stoffen, met behulp van lichtenergie", zegt prof. Amao.

Met dit succes is het team al begonnen met het onderzoeken van nieuwe methoden voor kunstmatige fotosynthese met als doel fumaraat te produceren met licht als energie. Als deze technologie kan worden gerealiseerd, zal het een nieuw kunstmatig fotosynthesesysteem creëren om bruikbare macromoleculen uit CO2 te synthetiseren .

De huidige studie is gepubliceerd in Reaction Chemistry &Engineering . + Verder verkennen

De sleutel tot het verminderen van de uitstoot van kooldioxide is gemaakt van metaal




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Mitochondriale omzetting:onderzoekers ontdekken waardoor celbatterijen leegraken
  2. Wat zou er gebeuren als een cel geen Golgi-lichamen had?
  3. Hoe licht en temperatuur samenwerken om de plantengroei te beïnvloeden
  4. Music Science Fair Project Ideas
  5. Nieuw geïdentificeerde genen kunnen gewassen helpen beschermen tegen overstromingen
  6. Vooruitgang bereikt in droge conservering van spermacellen van zoogdieren
  7. Dode vissen stapelen zich op aan de kusten van de San Francisco Bay Area:een giftige algenbloei is de waarschijnlijke oorzaak
  8. Onderzoek wijst op jaarlijkse migratie van roodkeelduikers in het oosten van de VS
  9. Mexico vangt zeldzame vaquita-bruinvis om soorten te redden

Wetenschap