Los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT están trabajando en un método eficiente y económico para la producción de plásticos orgánicos. En el proyecto "BioElectroPlast" financiado por el Ministerio Federal de Investigación, utilizan microorganismos que producen ácido polihidroxibutírico a partir de gases de combustión,aire y energía renovable. El proceso optimizado de la electrosíntesis microbiana abre nuevas perspectivas para la producción futura de biocombustibles o para el almacenamiento de energía de fuentes regenerativas en forma de productos químicos, por ejemplo.
El deseo del consumidor de productos sostenibles también aumenta la demanda de plásticos orgánicos, por ejemplo vasos desechables, paquetes o bolsas de basura. El proyecto "BioElectroPlast" coordinado por el Grupo de Biología Aplicada dirigido por el Profesor Johannes Gescher del Instituto de Biociencias Aplicadas de KIT IAB se centra en un método para producir plásticos orgánicos con un consumo mínimo de recursos y a bajo costo. Además, "BioElectroPlast" está destinado a utilizar el dióxido de carbono CO de gases de efecto invernadero 2 como materia prima económica y generalmente disponible en la cadena de valores agregados y en la aplicación de energía renovable.
Para este propósito, los científicos usan una tecnología relativamente nueva, llamada electrosíntesis microbiana. Hace aproximadamente seis años, los investigadores en los Estados Unidos describieron por primera vez cómo ciertos microorganismos crecen en un cátodo, se unen al CO 2 y use el cátodo como la única fuente de energía y de electrones. Por el contrario, un proceso químico requiere altas presiones y temperaturas y, por lo tanto, un alto aporte de energía, así como catalizadores costosos. Hasta ahora, la electrosíntesis microbiana se ha utilizado principalmentepara producir acetatos: sales de ácido acético. "Hemos optimizado el proceso, de modo que los microorganismos reciben más energía para la producción de moléculas de mayor complejidad, por ejemplo, polímeros", explica Johannes Eberhard Reiner, del IAB.El co 2 con aire. Luego, los microorganismos usan el oxígeno como receptor de electrones. Esto es bastante similar a la respiración humana, donde el oxígeno también sirve como receptor de electrones. Sin embargo, en los seres humanos, los electrones no provienen de un cátodo, sino que son liberados pormetabolización de nuestros alimentos en las células. Luego, se transfieren al oxígeno para la producción de energía ".
Como biocatalizador, los investigadores usan un microorganismo recién aislado que se regenera permanentemente. El gas de combustión se aplica como CO 2 fuente. Como resultado, la concentración de este gas de efecto invernadero se reduce y otras fuentes de carbono orgánico que generalmente se aplican como sustratos biotecnológicos, como los productos agrícolas, ya no son necesarias. Se evita la competencia con la producción de alimentos y piensos.la energía eléctrica necesaria para el proceso "Bio-ElectroPlast" se basa en fuentes regenerativas.
El Ministerio Federal de Educación e Investigación BMBF financia el proyecto "BioElectroPlast" bajo su iniciativa "CO 2 Plus - Uso de material de CO 2 para ampliar la base de materias primas. "" BioElectroPlus "comenzó en septiembre de este año y está programado para una duración de tres años. Además del IAB, los socios del proyecto KIT son el Presidente de Química del Agua y Tecnología del Agua del Profesor Harald Hornen el Instituto Engler-Bunte EBI y el Grupo de "Bioinformática microbiana" encabezado por el Dr. Andreas Dötsch en el Instituto de Interfaces Funcionales IFG. Los otros socios son la Universidad de Friburgo y EnBW AG. EnBW participa en el proyecto parareducir aún más el CO 2 emisión de combustión de carbón como tecnología de puente. Los investigadores planean probar sus reactores directamente en la central eléctrica de carbón de EnBW en Karlsruhe y utilizar los gases de escape producidos allí.
En paralelo al proyecto "BioElectroPlast", los investigadores de KIT también estudian la conversión de dióxido de carbono en compuestos valiosos bajo la alianza de innovación ZeroCarb FP financiada por la industria. Aquí, los científicos usan biocatalizadores alternativos aislados por ellos, como los socios de la industria Südzucker AGy BRAIN AG han especificado diferentes requisitos de proceso y se concentran en otros productos finales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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