Forskare tog bara ett kritiskt steg mot att göra jetbränsle från växter

Att göra raketbränsle från växter är inte raketvetenskap. Det är dock en notoriskt ineffektiv process med flera steg, vilket har gjort det svårt att skala upp till den nivå som krävs för att konkurrera med fossila bränslen. Men forskare på US Department of Energy's Berkeley Lab tror att de har funderat på hur man lagar det på en gång med hjälp av genetiskt manipulerade bakterier.

I en artikel som publiceras idag i tidningen Grön kemi, erbjuder de upp sitt "one-pot" -recept som de tycker är ett viktigt steg för att göra biobränslen till en livskraftig konkurrent för fossila bränslen eftersom det hjälper till att effektivisera produktionsprocessen. "Här är de ingredienserna:

Växtämne

Flytande salt

Mutant E. coli

Enkelt, eller hur? Med sin nyupptäckta bakteriestamme skriver de, du kan kasta ingredienserna i en metaforisk crockpot och låt dem gryta, utan uppsyn. Det är en stor prestation inom biobränsleindustrin eftersom den kringgår alla de dyra, arbetskrävande åtgärderna som hämmat produktionen tidigare.

Så här fungerar det: Det som vi verkligen vill ha från växter är deras kolhaltiga sockerarter, men deras hårda strukturella komponenter och sena föreningar som cellulosa och lignin är svåra att bryta ner. För att komma till kolet i dessa molekyler behandlar forskare växtmaterial med flytande salter, vilket hjälper växterna att släppa sina sockerarter i ett steg som kallas sackarifiering. Sedan lägger de till bakterier i blandningen, vilket omvandlar socker till biobränsle (etanol, mestadels) i en process som liknar att vrida druvsaft i vin.

Det finns bara ett problem: De flesta bakterier kan inte hantera vätskesalterna, så varje steg i proceduren måste göras separat. Det är en ineffektiv process, men flytande salter är för effektiva för att eliminera. Jämfört med enzymerna som brukade göra sitt jobb är salterna otroligt potenta.

Det enda andra sättet att effektivisera processen var att hitta hårdare, mer salttoleranta bakterier. Och det är precis vad forskarna gjorde.

På grund av tidigare studier konstruerade de genetiskt en stam av E. coli innehållande en genmutation som gör den mycket tolerant mot salterna. Testa denna E. coli i ett bränslerecept med förbehandlad sweetgrass, de fann att deras nya bakterier överlevde saltbehandlingen och lyckades producera biobränslen i ett enda steg.

De hoppas att upptäckten gör det möjligt att konvertera förnybar kolkälla till bränsle.

"Att kunna lägga allt på en gång, gå iväg, kom tillbaka och få ditt bränsle, är ett nödvändigt steg för att gå vidare med en biobränsleekonomi", säger studiechefen Aindrila Mukhopadhyay, Ph.D. "Den här studien sätter oss ett steg närmare den här månen."