Ученые разрабатывают технологию ферментации без выделения CO₂

В процессе ферментации сахара до одной трети углерода преобразуется в углекислый газ СО₂. При ферментации биомасса используется в качестве источника производства возобновляемого дизельного топлива и устойчивого авиационного топлива. Но отходы в виде CO₂ приводят к заметным последствиям для биорефинаторов, стремящихся удовлетворить спрос на низкоуглеродное биотопливо. Неоднократные исследования с использованием метеорологического оборудования подчеркивали, что в топливо попадает гораздо меньше углерода, чем в атмосферу в виде парникового газа, ускоряя изменение климата.

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) стремятся решить все упомянутые выше проблемы, объединяя электрохимию с ферментацией сахара для получения липидов, используемых для производства биотоплива, тем самым избегая выброса CO₂ в атмосферу. Другими словами, они разрабатывают новую технологию, которая основана на электрохимическом элементе, работающем на возобновляемой электроэнергии и предназначенном для преобразования переработанного CO₂ в формиат.

Являясь универсальным энергоносителем, формиат способствует ферментации сахара в биореакторе, где атомы углерода в сахаре связываются в энергетически плотные липиды, известные как метиловые эфиры жирных кислот. Когда формиат разрушается во время конверсии, высвобожденный CO₂ затем подается обратно в электрохимическую ячейку для создания нового формиата. Ученые объясняют, что так можно перерабатывать CO₂ почти бесконечно.

Результатом данной технологии может стать создание чистой системы без генерации CO₂ и достижение повышенного выхода липидов. Используя коммерческий опыт ферментации, исследователи надеются, что проект подчеркнет ценность использования формиата для повышения выхода углерода и утилизации CO₂.

Это может стать важной вехой, чтобы удовлетворить возросший спрос на устойчивое авиационное топливо и другие возобновляемые виды биотоплива, снизив их углеродный след. Переработчики возобновляемого дизельного топлива объявили о намерении увеличить производство с 0,4 до 4 миллиардов галлонов в год к 2024 году. Технология может иметь важное значение для достижения возможности использовать электрохимию для декарбонизации других процессов рафинирования.