Paliwo z ogryzków jabłek? Polka doskonali wykorzystanie bakterii w produkcji

W filmie "Powrót do przyszłości" doktor grany przez Christophera Lloyda jako paliwa do swojego samochodu - wehikułu czasu - używa śmieci, np. ogryzków jabłek czy skórek bananów, które wrzuca do reaktora w aucie. Naukowcy są już blisko tego, by podobna wizja przyszłości się ziściła. Sposób na paliwo z odpadów organicznych nie jest już wcale pomysłem niemożliwym do zrealizowania.

Opowiada o tym Justyna Lesiak, która robi doktorat na Politechnice Monachijskiej w Niemczech i uczestniczyła tam w projekcie ClostNet. W jego ramach doktorantka badała trzy gatunki bakterii Clostridium. Organizmy te - występujące np. w ziemi i zupełnie niegroźne dla człowieka - prowadząc fermentację, przekształcają cukry znajdujące się w bioodpadach m.in. w butanol - alkohol, który może zastąpić benzynę. - Butanol rozważany jest jako najlepsza dotychczas znana bioalternatywa dla benzyny - powiedziała Lesiak. Wyjaśniła, że przy spalaniu tego alkoholu powstaje niemal tyle samo energii, co przy spalaniu benzyny. W dodatku ma podobną temperaturę zapłonu co benzyna i liczbę oktanową (w skrócie - jest tak samo odporna na samozapłon), więc alkohol ten można bez problemu mieszać z benzyną, a nawet używać zamiast tradycyjnego paliwa w samochodzie, nie narażając pojazdu na szwank. Pokazał to już amerykański wynalazca David Ramey. Prawie dekadę temu przejechał z Ohio do Kalifornii (nieco ponad 3,5 tys. km) używając jako paliwa w swoim starym aucie jedynie butanolu wyprodukowanego dzięki Clostridium. - Jak na tak długą podróż, samochód miał się po niej nieźle - oceniła Lesiak. Zwróciła przy tym uwagę, że od czasu tego wyczynu naukowcy wiedzą już o wiele więcej o produkcji butanolu przez mikroorganizmy.

Ciągle jednak jako biopaliwo stosuje się etanol produkowany przez drożdże. Nie jest to jednak rozwiązanie idealne. Lesiak wyjaśniła, że etanol jest związkiem mniej energetycznym niż benzyna. - Na litrze alkoholu etylowego przejedziemy mniej więcej 2/3 tego, co na litrze benzyny - zaznaczyła badaczka. Poza tym etanol ma wyższą temperaturę zapłonu niż benzyna, a jeśli w paliwie miałby być większy dodatek etanolu niż do tej pory (ok. 5-10 proc.), trzeba byłoby przebudowywać silniki, aby się nie psuły.

Innym minusem etanolu jest sposób jego produkcji - drożdże muszą być karmione sacharozą, którą pozyskuje się z buraka cukrowego czy trzciny. Tak więc trzeba wydzielić odpowiedni areał na hodowlę roślin pod biopaliwa. - To marnowanie ziemi, którą można by przeznaczyć pod uprawę żywności i paszy - podkreśliła. Tymczasem bakterie, które produkują butanol, nie są aż tak wybredne, jak drożdże. Aby je nakarmić, wystarczą odpady organiczne - np. takie, które powstają przy produkcji żywności. Badaczka uważa, że z Clostridium skorzystać mogłyby np. browary czy destylarnie whisky. - Odpady po produkcji alkoholi trzeba zutylizować. To jest koszt. Jeśli zakłady mogą uniknąć tego kosztu, to już jest świetnie. A tu przy okazji z odpadów można by było produkować biopaliwo - powiedziała Justyna Lesiak.

Badania nad zastosowywaniem bakterii z gatunków Clostridium trwają od wielu lat. - Pracujemy nad tym, by bakterie były coraz bardziej wydajne - podkreśliła Lesiak. Dodała, że jest jeszcze wiele elementów w produkcji butanolu, które można by było usprawnić. Chodzi m.in. o to, by sprawić, że mikroorganizmy będą produkowały więcej butanolu, a mniej innych związków i że bakterie nie będą traciły energii na procesy spowalniające fermentację. - Wyobraźmy sobie, że obieramy ziemniaki, obierki zawijamy w papier, oddajemy firmie zajmującej się mikrobiologiczną produkcją biopaliwa, a w zamian dostajemy tanie, ekologiczne i wydajne paliwo do samochodu. Nie jest to już tak bardzo odległa wizja - przekonywała Lesiak.

Autor: mn / Źródło: PAP