- Genetiği değiştirilmiş bakteriler , biyoyakıt üretmek için kullanılabilecek moleküller oluşturmak için enzimleri birleştirebilir .
- Fuelimisin itici gazın enerji yoğunluğu litre başına 50 megajoule’den fazladır . Benzin (litre başına 32 megajul) ile kerosen ve roket yakıtı (litre başına 35 megajul) önemli ölçüde daha düşük kalorifik değere sahiptir.
- Araştırmacılar, yöntemlerine dayanarak, gelecekte bakterilerin yardımıyla bitki atıklarından büyük miktarlarda yakıt üretilebileceğini umuyorlar.
Genetiği değiştirilmiş bakteriler, benzin, kerosen ve roket yakıtından daha iyi performans gösteren bir biyoyakıt için moleküller oluşturabilir.
Berkeley (ABD). Bakteriler milyarlarca yıldır farklı karbon bazlı enerji molekülleri üretiyorlar. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı’nın bir araştırma tesisi olan Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki (LBNL) bilim adamları, şimdi roketler için yeni bir biyoyakıt oluşturmak için bakterileri kullandılar.
“Buna yol açan soru şudur: Biyoloji, petrokimyanın yapamadığı hangi ilginç yapıları yapabilir? Ayrıca, petrokimyasal yakıtlarla, farklı moleküllerden oluşan bir çorba elde edersiniz ve bu kimyasal yapılar üzerinde fazla kontrole sahip olmazsınız,” diye açıklıyor Eric Sundstrom.
Daha iyi özelliklere sahip yeni yakıtlar
Joule dergisindeki yayınlarına göre, araştırmacılar bilinen yakıtları yaratmak için bakterileri kullanmak yerine daha iyi kimyasal özelliklere sahip yeni bileşikler keşfetmek istiyorlardı. Odak, üç atomlu karbon halkaları olan siklopropan molekülleri üzerindeydi. Bilimsel literatürde, ekip zaten bilinen yalnızca iki organik siklopropan bileşiği bulabildi.
Bu bileşiklerden biri, bilim adamlarının antifungal özellikleri için ayrıntılı olarak analiz ettikleri çenesamisindir. Jawsamisin, Streptomyces bakterileri tarafından üretilir. Molekül adını, beş siklopropan halkasının keskin dişleri olan bir çeneye benzemesinden almıştır. Ancak sorun şu ki, çene samisinini üreten bakteriler laboratuvarda güçlükle yetiştirilebilir.
İlgili bakterileri arayın
Bu nedenle araştırmacılar, kontrollü bir ortamda çene samisine benzer moleküller üretebilen enzimleri bulmak için ilgili bakterilerin genlerini analiz ettiler. Bununla birlikte, bunlar iyi bilinen siklopropan molekülünü değil, yakıt olarak kullanılabilecek biraz değiştirilmiş bir yapıyı üretmelidir.
Bu amaca ulaşmak için araştırmacılar, birlikte istenen molekülü oluşturabilen farklı bakteri özelliklerini birleştirdiler. “İhtiyacımız olanı doğal olarak yapacak metabolik yollar için binlerce genomu aradık. Bu şekilde, işe yarayan veya yaramayan teknik süreçlerden kaçınabildik ve doğanın en iyi çözümünü kullandık” diye açıklıyor Cruz-Morales.
Yüksek enerji yoğunluğuna sahip biyoyakıt
Araştırmacılar, yedi adede kadar siklopropan halkasına sahip yağ asidi metil esterleri üretmeyi mümkün kılan bir gen kümesini keşfetmeyi başardılar. Bunlara POP-FAME’ler (polisiklopropanatlı yağ asidi metil esterleri) diyorlar. Daha sonra gen kümesini Streptomyces albireticuli bakterisine uyarladılar. Bu, mikrobun POP-FAME üretimini 22 kat artırdı.
Laboratuvar deneylerinde ekip, bunları ayrıntılı olarak analiz edebilmek için yeterli sayıda siklopropan bileşiği üretebildi. Bilgisayar simülasyonlarına göre, bileşiklerden enerji yoğunluğu litre başına 50 megajoule’den fazla olan bir fuelimisin yakıtı üretilebilir. Bu, benzinin (litre başına 32 megajul) ve kerosen ve roket yakıtının (litre başına 35 megajul) kalorifik değerinin oldukça üzerindedir.
bakterilerin üretim verimliliği
Araştırmacılar şimdi bakterilerin üretim verimliliğini daha da artırmak istiyorlar. Cruz-Morales, “Gerçek bir roket motorunda test yapmak için 10 kilogram yakıt gerekiyor ve henüz o noktaya gelmedik” dedi. Ayrıca diğer enzimleri kullanarak POP-FAME’leri optimize etmek istiyorlar.
“Zincir uzunluğunu belirli uygulamalara uyarlamak için de çalışıyoruz. Sundstrom, “Daha uzun zincirli yakıtlar katılaşabilir ve roket yakıtları için iyi olabilir, daha kısa zincirler uçak uygulamaları için iyi olabilir ve ortada dizele alternatif olabilecek bir molekül olabilir” dedi. Bilim adamları gelecekte, yöntemlerine dayanarak, bitki atıklarından bakterilerin yardımıyla büyük miktarlarda biyoyakıt üretilebileceğini umuyorlar.