Ez egy csoda! - A tudósok megújuló üzemanyagot állítottak elő a közönséges talajbaktériumokból

Nemrég a Lawrence Berkeley National Laboratory kutatócsoportja sikeresen állított elő alternatív sugárhajtómű üzemanyagot a streptomyces nem...

Nemrég a Lawrence Berkeley National Laboratory kutatócsoportja sikeresen állított elő alternatív sugárhajtómű üzemanyagot a streptomyces nemzetségbe tartozó, általánosan előforduló talajbaktérium-fajokból.

1999-ben az American Petroleum Institute (APA) közzétett egy jelentést, amely szerint a Föld olajkészletei 2062 és 2094 között bármikor kifogyhatnak.

Ezzel szemben a Stanford Egyetem Millennium Szövetsége az Emberiségért és a Bioszféráért (MAHB) 2019-es tanulmánya azt jósolja, hogy a világon sokkal hamarabb, azaz 2054-ben fogy ki az olaj.

Képzeljünk el egy olyan világot, amelyben a repülőgépek nem repülnek, a harci gépek nem védik meg a nemzeti határokat, az árukat nem szállítják ki, és a rakéták nem hagyhatják el a Földet, mert nincs olaj.

Mivel a globális repülési, hajózási és repülőgépipar olajjal működik, annak kimerülése világméretű káoszhoz vezethet. De felejtsük el a kimerülést, mert az olajhiány miatt már eddig is példátlanul megemelkedtek az üzemanyagárak világszerte.

A közelmúltban a benzinárak az Egyesült Államok különböző államaiban átlépték a gallononkénti 5 dolláros határt, ami még sosem fordult elő.

Ez az oka annak, hogy sok iparág és tudós folyamatosan keres olyan megújuló energiaforrásokat, amelyek a fosszilis tüzelőanyagok, különösen az olaj alternatíváiként szolgálhatnának. Az ebbe az irányba tett fontos lépés a megújuló sugárhajtómű üzemanyag baktériumok általi előállítása a Lawrence Laboratóriumban.

Hogyan állítottak elő sugárhajtómű üzemanyagot a tudósok streptomycesből?

Amikor fosszilis tüzelőanyagokat, például kerozint (repülőgépekben használt üzemanyag), benzint vagy dízelt égetnek el, nagy mennyiségű energia keletkezik, és ez az energia hajtja meg a jármű motorját. A fosszilis tüzelőanyagokkal kapcsolatos számos probléma egyike az, hogy évmilliókig tart, amíg a Föld felszíne alatt kialakulnak.

A Berkley kutatócsoportja olyan üzemanyagot próbált létrehozni, amelyre nem kell évmilliókat várnunk, hogy újra kialakuljon. (1)

Jay Keasling, a Kaliforniai Egyetem vegyészmérnök professzora kapcsolatba lépett Pablo Cruz Morales kutatóval (a tanulmány vezető szerzője és a Lawrence Lab projekt tudósa), és megkérdezte tőle, hogy ő és csapata elő tudna-e állítani egy jawsamicinnek nevezett molekulát.

Pablo korábban streptomyces baktériumokkal dolgozott, így tudta, hogy a jawsamicin egy olyan molekula, amely a streptomyces baktériumok szervezetében zajló anyagcsere-reakciók következtében természetes módon keletkezik.

Keasling azt mondta Pablonak, hogy a molekula hatalmas mennyiségű energiát képes felszabadítani, és "ez egy robbanásveszélyes ötlet lesz". Ezt hallgatva Pablo és csapata elkezdett dolgozni az ötleten.

A streptomyces coelicolor baktériumokat cukrot, sót és néhány aminosavat tartalmazó tenyészlében alakították ki. Ezután begyűjtötték a baktériumokat és elválasztották a szervezetükben termelődő olajos frakciókat (amelyek a jawsamicinhez hasonló molekulákat tartalmaznak). Végül az olajok észterezése mellett döntöttek, és elkészült egy újfajta bioüzemanyag.

A streptomyces baktériumok termelik a fuelimycin molekulákat.

A laboratóriumban szintetizált, a jawsamicinhez hasonlóan működő molekulákat Pablo és munkatársai "fuelimycinnek" nevezik. Amikor a bioüzemanyag előnyeiről és hátrányairól kérdezték a hagyományos üzemanyagokkal szemben, Pablo azt mondta, hogy "Az üzemanyagunk megújuló eljárásokkal állítható elő, míg a hagyományos üzemanyagok kőolajból származnak. A POP-FAME-ek (a miénk) ezen kívül több energiát képesek tárolni, így nagyobb hatékonysággal működhetnek, ha nagy mennyiségben állítják elő."

Hozzátette: "A hátránya az, hogy továbbra is ki kell fejlesztenünk egy olyan nagyüzemi termelési módszert, amely gazdaságilag életképes, és nehéz versenyezni a fosszilis tüzelőanyagokkal, mivel támogatásban részesülnek, és a világgazdaság ezek köré épül. De ez meg fog változni, bolygónk éghajlata változik, és fel kell hagynunk a fosszilis tüzelőanyagokkal, hogy lelassítsuk ezt a folyamatot."

Úgy vélik, hogy bioüzemanyaguk a jövőben sugárhajtású repülőgépeket, sőt rakétákat is képes lesz működtetni, de ennek lehetővé tételéhez további kutatásokra van szükség. Amikor a bioüzemanyag tanulmányukkal kapcsolatos jövőbeni tervekről kérdezték, Pablo azt mondta:

"A következő lépés az, hogy a baktériumok többet termeljenek ebből a termékből, és tovább módosítsuk a terméket, hogy szélesebb körben lehessen használni, mint például a szállítás, rakétatechnika és repüléstechnika." (2)

(1) - https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/
(2) - https://newscenter.lbl.gov/2022/06/30/