In de afgelopen decennia hebben onderzoekers biobrandstoffen ontwikkeld die zijn afgeleid van een opmerkelijke verscheidenheid aan organismen - sojabonen, maïs, algen, rijst en zelfs schimmels. Of ze nu worden gesynthetiseerd in ethanol of biodiesel, al deze brandstoffen hebben dezelfde beperking: ze moeten worden verfijnd en gemengd met grote hoeveelheden conventionele, op aardolie gebaseerde brandstoffen om in bestaande motoren te kunnen worden gebruikt.
gerelateerde inhoud
- Toen de uitvinder van de dieselmotor verdween
Hoewel dit verre van het enige huidige probleem met biobrandstoffen is, lijkt een nieuwe aanpak van onderzoekers van de Universiteit van Exeter in het VK ten minste dit specifieke probleem met één klap op te lossen. Zoals ze vandaag in een artikel in Proceedings van de National Academy of Sciences schrijven, heeft het team E. coli- bacteriën genetisch gemodificeerd om moleculen te produceren die uitwisselbaar zijn met die in diesel die al commercieel wordt verkocht. De producten van deze bacterie, als ze op grote schaal worden geproduceerd, kunnen theoretisch rechtstreeks in de miljoenen auto- en vrachtwagenmotoren gaan die momenteel op diesel wereldwijd draaien - zonder te hoeven worden gemengd met diesel op petroleumbasis.
De groep, onder leiding van John Love, volbracht de prestatie door genen van verschillende bacteriesoorten te mengen en bij elkaar te brengen en ze in de E. coli te steken die in het experiment werd gebruikt. Deze genen coderen elk voor bepaalde enzymen, dus wanneer de genen in de E. coli worden ingebracht, krijgen de bacteriën het vermogen om deze enzymen te synthetiseren. Als gevolg hiervan krijgt het ook het vermogen om dezelfde metabolische reacties uit te voeren die die enzymen in elk van de donorbacteriesoorten uitvoeren.
Door zorgvuldig metabolische reacties te selecteren en te combineren, bouwden de onderzoekers stuk voor stuk een kunstmatige chemische route op. Via deze route konden de genetisch gemodificeerde E. coli die in een petrischaal gevuld met een vetrijke bouillon groeien en reproduceren vetmoleculen absorberen, ze in koolwaterstoffen omzetten en als afvalproduct uitscheiden.
Koolwaterstoffen vormen de basis voor alle op aardolie gebaseerde brandstoffen, en de specifieke moleculen die ze door E. coli hebben ontwikkeld om te produceren zijn dezelfde die aanwezig zijn in commerciële dieselbrandstoffen. Tot nu toe hebben ze slechts kleine hoeveelheden van deze bacteriële biodiesel geproduceerd, maar als ze deze bacteriën op grote schaal konden laten groeien en hun koolwaterstofproducten konden extraheren, hadden ze een kant-en-klare dieselbrandstof. Het valt natuurlijk nog te bezien of op deze manier geproduceerde brandstof in staat zal zijn om qua kosten te concurreren met conventionele diesel.
Bovendien komt energie nooit uit de lucht - en de energie in deze bacteriële brandstof is meestal afkomstig van de bouillon van vetzuren waarop de bacteriën worden gekweekt. Als gevolg hiervan kan deze nieuwe brandstof, afhankelijk van de bron van deze vetzuren, worden onderworpen aan enkele van dezelfde kritiek op biobrandstoffen die momenteel in productie zijn.
Ten eerste is er het argument dat het omzetten van voedsel (maïs, sojabonen of andere gewassen) in brandstof rimpeleffecten veroorzaakt op de wereldwijde voedselmarkt, waardoor de volatiliteit van de voedselprijzen toeneemt, zoals een VN-onderzoek van vorig jaar vond. Bovendien, als het doel van het ontwikkelen van nieuwe brandstoffen is om klimaatverandering te bestrijden, schieten veel biobrandstoffen dramatisch tekort, ondanks hun milieuvriendelijke imago. Het gebruik van ethanol uit maïs (de meest gebruikte biobrandstof in de VS) is bijvoorbeeld waarschijnlijk niet beter dan het verbranden van conventionele benzine in termen van koolstofemissies, en misschien zelfs slechter, vanwege alle energie die het gewas verbouwt en verwerken het info brandstof.
Of deze nieuwe, van bacteriën afkomstige diesel aan dezelfde problemen lijdt, hangt grotendeels af van wat voor soort vetzuurbron uiteindelijk wordt gebruikt om de bacteriën op commerciële schaal te laten groeien - of het zou worden gesynthetiseerd uit een potentieel voedselgewas (bijvoorbeeld maïs of sojaolie) ), of dat het afkomstig zou kunnen zijn van een momenteel over het hoofd geziene energiebron. Maar de nieuwe aanpak heeft al een groot voordeel: alleen de stappen die nodig zijn om andere biobrandstoffen te verfijnen zodat ze in motoren kunnen worden gebruikt, verbruiken energie en genereren koolstofemissies. Door deze stappen over te slaan, kan de nieuwe bacteriële biodiesel vanaf het begin een energiezuinige brandstofkeuze zijn.
