Направи дарение на училище!

Слагането на отпадъците в микровълновата печка и предаването им на генетично модифицирани микроби може да превърне вашите отпадъци в нови материали, като биоразградима пластмаса.

Изследователите работят усилено, за да открият как да се справят с 477-те килограма битови отпадъци, които създава средният човек в Европейският съюз. Някои от тези отпадъци биват рециклирани, но голяма част се изпраща в депото за отпадъци, биват изгаряни, за да освобождават топлина за производство на енергия или биват ферментирани, за производство на метаново гориво, и всичко това води до високи нива на емисии на парникови газове.

Би било по-добре да се открие начин да превръщаме битовите си отпадъци в нещо по-природосъобразно и една от надеждите е при използването на микровълнови печки и генетично модифицирани микроби, за да превръщаме отпадъците си в биоразградима пластмаса.

SYNPOL, финансиран по европейски проект, е разработил техника, която може да проправи път за такава революция.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Тяхната нова техника е базирана на пиролизата – процес, при който органичните отпадъци от дома и индустрията биват нагрявани, докато се разградят и формират водород, въглероден оксид и въглероден диоксид, познати заедно като синтетичен газ.

Този процес обикновено изисква високи температури, но учените от SYNPOL са показали, че ако нагреят отпадъците с микровълнова печка, имат нужда от по-малко топлина. Това произвежда по-евтин синтетичен газ, който е по-богат на въглероден оксид и водород и съдържа по-малко въглероден диоксид, което го прави още по-ценен.

Газовете след това се предават на генетично модифицирани бактерии, които ги превръщат в строителни блокове от биоразградима пластмаса.

В края на веригата за доставки SYNPOL демонстрират, че когато накрая биопластмасата им достигне до компостната купчина, тя ще се биоразгради напълно до безвредни субстанции.

Това би позволило на общините да превръщат всичките си битови отпадъци в синтетичен газ, който след това може да бъде използван за производството на по-чисто гориво или биопластмаса.

Според професор José Luis Garcia от Испанския национален съвет за научни изследвания и координатор на SYNPOL, синтетичният газ може също да бъде конвертиран в етанол и след това използван като гориво, но цената му е прекалено ниска, за да си струва финансово. Биопластмасата обаче може да наложи по-висока цена.

Има и други форми на органични отпадъци като дървесните отпадъци, за които пиролизата и смилането от микроби не са решение.

Пластмаса от дървета

Д-р Ирина Бородина от Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability в Дания е координатор на проекта BioREFINE-2G, финансиран от Европейския съюз, който опитва да открие начини за трансформирането на дърво в устойчиви вторични продукти. В момента някои дървесни материи могат да бъдат ферментирани до биоетанол, но останалите не се поддават на този процес, защото дрождите не могат да разградят пентозните захари, които съдържат.

Тези остатъчни отпадъци сега биват превръщани в биогаз с ниска стойност, затова учените от BioREFINE опитват да ги превърнат в нещо с по-висока стойност, като пластмасата.

Важното научно постижение се случило, когато екипът на д-р Бородина опитал революционната техника за генетично редактиране CRISPR. Това позволило да бъдат създадени дрожди, които могат да се справят с тези устойчиви пентозни захари в дървесината.

Преди това конвенционалните техники за генно редактиране можели да бъдат приложени само към лабораторни видове дрожди, които били твърде деликатни за суровите условия, при които се обработват дървесните отпадъци. Но CRISPR позволил на екипа да проектира по-здрав индустриален щам, който да може да оцелее извън лабораториите и също да произвежда двуосновни карбонови киселини – полезни строителни блокове за биопластмаса.

Други партньори от консорциума трябвало да работят с тези строителни блокове. Един екип от Португалия се справил с трудния въпрос за извличането на скъпоценните дикарбоновите киселини от потока от ферментирали отпадъци; а два екипа от Испания направили финалната крачка – да ги превърнат в нови видове полимери, които са биоразградими и могат да бъдат използвани за опаковки и лепила.

Според д-р Бородина CRISPR е направил голяма промяна при създаването на по-зелен бизнес модел за индустрията и тези отпадъчни потоци сега могат „да бъдат превърнати в нещо полезно по икономичен и смислен начин“.

По време на проекта SYNPOL имало предизвикателства. Професор Гарсия е имал проблеми с „възпитанието” на тези генетично модифицирани бактерии. Те се хранят със синтетичен газ и наистина произвеждат строителни блокове за биопластмаса – но работят твърде бавно и производството им е твърде малко, за да бъде икономически приложимо.

„Ние вярваме, че накрая ще можем да намерим микроорганизми, които ще могат да произвеждат биопластмаса ефективно“, казва той.

Другите етапи в проекта са имали по-голям успех. Екипът на професор Гарсия е показал, че микровълновата пиролиза може да работи в лабораторен мащаб. Разширяването обаче изисква по-здрава екипировка от тази, която се намира в лабораторията, защото микровълните и водородът са потенциално експлозивна комбинация.

Но Испанският национален съвет за научни изследвания, заедно с професор Гарсия, ще бъдат включени в проект, финансиран от ЕС, наречен CELBICON. Той цели да мащабира продукцията на устойчиви химикали от синтетичен газ, което след това ще помогне при създаването на бизнес модел за тази продукция на биопластмаса.

„Принципът беше демонстриран“, казва професор Гарсия. „Това, от което има нужда сега, е мащабиране.“

Превод: Никол Николова

Източник: Horizon Magazine

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!