Tatt i betraktning kostnadene ved å bygge ny infrastruktur og tilpasse oss ukjente kraftkilder, er det sannsynlig at vi ikke slutter å bruke fossilt brensel når som helst. Hva er den nest beste løsningen? Gjør eksisterende drivstoff grønnere og fornybar.
Det er ideen bak nytt arbeid fra forskere ved Imperial College London og University of Turku i Finland, som tar sikte på å til slutt koke fotosyntetiske bakterier for å gjøre sollys til propangass. Teknologien har en lang vei å gå før den er kommersielt levedyktig. Men som et første skritt har teamet klart å lure E. coli, en bakterie som finnes i fordøyelsessystemet vårt, til å lage små mengder motor-klar propan.
Tradisjonelt er propan opprettet som et biprodukt fra naturgass og petroleumsforedling. Den fjernes fra naturgass for å gjøre transport langs rørledninger tryggere, og oljeraffinerier produserer det når de bryter ned petroleum til enten bensin eller fyringsolje.
I en tretrinnsprosess brukte forskerne enzymer for å først frigjøre fettsyrer i E. coli som normalt brukes i dannelsen av cellemembraner. En av disse, smørsyre, ble deretter omdannet med et annet enzym til butyraldehyd - et derivat av butan. Til slutt forvandlet teamet butyraldehyden til propan. Stimulering av det konverterende enzymet med elektroner forbedrer prosessen, fant teamet.
Nylig beskrevet i tidsskriftet Nature Communications, er prosjektet i sine tidlige stadier. Men Patrik R. Jones, en av avisens forfattere, sier metoden er enklere enn lignende forsøk på å skape drivstoff med levende organismer. Gjær eller bakterier spiller en rolle i å produsere etanol fra sukker eller mais, og konstruerte fotosyntetiske bakterier lager også diesel fra avlinger. Etanol blir nå ofte tilsatt bensin i USA, mest takket være statlige subsidier og insentiver. Men biodiesel som er avledet av bakterier har ennå ikke sett utbredt bruk, hovedsakelig på grunn av fortsatt problemer med kostnader og effektivitet.
"Når det gjelder [fotosyntetisk] biodiesel, er det mange trinn i prosessen, og hvert av disse trinnene har en straff når det gjelder effektivitet, " sier Jones. "Hvis vi kunne redusere antall trinn, i det minste teoretisk, kan vi ha en mer effektiv prosess."
Fokuset på propan i motsetning til andre brensler forenkler også prosessen, fordi propan enkelt skiller seg fra organismenes celler på grunn av den kompakte kjemiske strukturen. Etanol, som kan lages fra mais, sukker og andre avlinger, må skilles fysisk fra vann i en prosess som er energikrevende. Gjeldende metoder for høsting av diesel fra alger innebærer å bryte opp cellene og dermed drepe organismer som lager brennstoffet. Med propan kan drivstoffet skilles fra uten å ødelegge E. coli .
Propan er enkel å samle som en gass, og likevel enklere å lagre enn hydrogen, noe som er veldig farlig som en gass, spesielt når det blandes med luft. Det ble også valgt, sier Jones, fordi det er lett å flytende for transport, og det er kompatibelt med den eksisterende infrastrukturen. Propan er hovedsakelig forbundet med utegriller i USA, men det brukes også til å drive gaffeltrucker og båtmotorer. Biler kan til og med konverteres til å kjøre på propan; prosessen er ganske vanlig i Storbritannia, der gassprisene er mye høyere enn i USA.
Teamet bruker E. coli på dette stadiet fordi det er enkelt å jobbe med, sier Jones. Men etter hvert håper forskerne å transplantere prosessen fra E. coli til fotosyntetiske bakterier slik at sollys gir energi til å drive cellene, i stedet for kostholdet med næringsstoffer som E. coli krever . Dette vil igjen kutte ned antall trinn i prosessen, men det er mye arbeid som gjenstår før forskerne kommer til det punktet.
"Bare teoretisk perfekte eller nesten teoretisk perfekte systemer vil noensinne ha sjansen til å bli kommersialisert, " sier Jones. "Det er derfor det er viktig å prøve å nå [en prosess] som fungerer så godt som mulig." For øyeblikket anslår Jones at de må produsere 1000 til 5000 ganger mer drivstoff fra prosessen før industrien vil vise interesse. Og fra dette punktet vil mer prosjektering og foredling måtte skje før det kan være kommersielt levedyktig som et alternativ til eksisterende fossilt brensel.
"Noen problemer ligger i enzymene vi bruker, " sier Jones. "Så det må være søk etter alternative enzymer eller forbedring av enzymene vi har, og dette vil være store prosjekter på egen hånd."
Det er tydelig at vi ikke kjører biler eller griller burgere ved å bruke propan produsert av bakterier og sola når som helst. Men i en Imperial College-artikkel i London sa Jones at han håper prosessen vil bli kommersiell levedyktig i løpet av de neste 5 til 10 årene.
Selv om dette anslaget er sjenerøst, kan solcelledrevet propanproduksjon være klar i tide for å øke hastigheten på overgangen fra skitne drivstoff til mer miljøvennlige alternativer.
