Des chercheurs optimisent un nouveau procédé de conversion efficace des émissions de carbone en produits chimiques utiles comme l’acétate à l’aide de microbes – Technoguide

L’urbanisation mondiale rapide a radicalement changé la face de notre planète, polluant notre atmosphère avec des gaz à effet de serre et provoquant le réchauffement climatique. C’est la nécessité de l’heure pour contrôler nos activités et trouver des alternatives plus durables pour préserver ce qui reste de notre planète pour les générations à venir.

Le dioxyde de carbone (CO2) et le monoxyde de carbone (CO) constituent une grande partie des gaz de combustion industriels. Des recherches récentes ont montré que certains micro-organismes sont capables de métaboliser ces gaz en sous-produits utiles. Ainsi, des tentatives sont maintenant dirigées vers l’utilisation de microbes pour recycler ces gaz et les convertir en produits chimiques utiles dans un processus connu sous le nom de «capture et utilisation du carbone» (CCU). Il s’agit d’un pas au-delà de la pratique répandue actuelle de «captage et stockage du carbone» (CSC). Cependant, une telle CCU nécessite un apport d’énergie élevé, ce qui rend la mise à l’échelle de ce processus difficile et coûteuse. Comment ce processus peut-il alors être optimisé pour un rendement maximal?

Une équipe de chercheurs coréens, dirigée par le professeur Jung Rae Kim de l’Université nationale de Pusan, a répondu à cette question pour un nouveau système CCU appelé système bioélectrochimique (BES). Le professeur Kim explique: “Nous avons développé un” processus bioélectrosynthétique “dans lequel les bactéries électroactives convertissent le CO / CO2 en métabolites utiles comme l’acétate et les acides gras volatils en utilisant l’électricité comme pouvoir réducteur.” Les scientifiques ont pu optimiser les BES pour augmenter leur efficacité de 2 à 6 fois celle des systèmes actuels pour le gaz CO. Leurs résultats sont publiés dans Bioresource Technology depuis janvier 2021.

Le BES à deux chambres qu’ils utilisaient avait plusieurs caractéristiques spéciales qui permettaient d’atteindre cet objectif. La cathode contenait un biofilm électroactif et l’anode produisait des ions hydrogène par électrolyse de l’eau. Ces chambres étaient divisées par une membrane échangeuse d’ions (IEM), qui contrôlait le flux de protons et d’électrons entre les chambres. En outre, alors que le premier contenait des milieux de culture microbiens, le dernier contenait des mécanismes pour contrôler le pH initial du système. De plus, un médiateur d’électrons quinone a été utilisé.

Ils ont constaté que, étant donné le bon IEM – celui qui permettait aux protons mais pas à l’oxygène de passer à travers – un pH acide dans la chambre anodique provoquait un gradient de concentration de protons plus élevé à travers la membrane, ce qui était essentiel pour améliorer la production d’acétate et la synthèse de acides gras à chaîne plus longue dans la chambre cathodique. Les médiateurs dépendants de la quinone ont amélioré le transfert d’électrons et augmenté la formation de produits.

Le professeur Kim déclare: «Puisque le CO est un gaz plus réduit que le CO2, il n’est peut-être pas surprenant que le rendement coulombique du CO soit le double de celui du CO2. Le CO est un composant majeur des effluents gazeux industriels de la plupart des procédés d’aciérie et de gazéification de la biomasse. Grâce à cette conversion BES, il peut être une matière première précieuse pour divers bioprocédés. Il s’agit de la première étude qui rend la conversion du CO via les BES commercialement viable. ” Mettant en évidence les applications, il poursuit: «Les microbes se répliquent eux-mêmes, ce qui fait de ce BES une solution économique. Cela, combiné à l’efficacité que nous avons obtenue et au système optimal que nous avons créé, devrait rendre cela suffisamment intéressant pour les industries pour que cela devient une machinerie industrielle commerciale dans les 5 ans. “

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université nationale de Pusan. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

.

Lire plus

A propos Technoguide

Voir aussi

Un “ poison miracle ” pour de nouvelles thérapies – Technoguide

Lorsque les gens entendent la toxine botulique, ils pensent souvent à l’une des deux choses …

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Défiler vers le haut