Para peneliti di seluruh dunia sedang mencari cara baru untuk menghasilkan daya dari kelebihan karbon dioksida yang meninggalkan kaki karbon yang lebih kecil.
Kelebihan karbon dioksida di atmosfer bumi yang diciptakan oleh pembakaran bahan bakar fosil yang meluas adalah kekuatan pendorong utama perubahan iklim global, dan para peneliti di seluruh dunia sedang mencari cara baru untuk menghasilkan tenaga yang meninggalkan kaki karbon yang lebih kecil.
Sekarang, para peneliti di Universitas Georgia telah menemukan cara untuk mengubah karbon dioksida yang terperangkap di atmosfer menjadi produk industri yang bermanfaat. Penemuan mereka mungkin segera mengarah pada penciptaan biofuel yang dibuat langsung dari karbon dioksida di udara yang bertanggung jawab untuk menjebak sinar matahari dan meningkatkan suhu global.
Asap dari tumpukan asap. Konsep pemanasan global. Kredit: Shutterstock / Maxim Kulko
“Pada dasarnya, apa yang telah kami lakukan adalah menciptakan mikroorganisme yang bekerja dengan karbon dioksida persis seperti apa yang dilakukan tanaman-menyerapnya dan menghasilkan sesuatu yang bermanfaat,” kata Michael Adams, anggota Institut Penelitian Sistem Bioenergi UGA, profesor bioteknologi Georgia Power dan Profesor Riset Terpandang. biokimia dan biologi molekuler di Franklin College of Arts and Sciences.
Selama proses fotosintesis, tanaman menggunakan sinar matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi gula yang digunakan tanaman untuk energi, seperti halnya manusia membakar kalori dari makanan.
Gula ini dapat difermentasi menjadi bahan bakar seperti etanol, tetapi telah terbukti sangat sulit untuk secara efisien mengekstrak gula, yang terkunci di dalam dinding sel kompleks pabrik.
Michael Adams adalah anggota Institut Riset Sistem Energi Bioenergi UGA, profesor bioteknologi Georgia Power dan profesor riset biokimia dan biologi molekuler di Franklin College of Arts and Sciences.
"Apa yang dimaksud dengan penemuan ini adalah bahwa kita dapat menghilangkan tanaman sebagai perantara," kata Adams, yang merupakan rekan penulis penelitian yang merinci hasil mereka yang diterbitkan pada tanggal 25 Maret di edisi online awal dari Prosiding National Academies of Sciences. "Kami dapat mengambil karbon dioksida langsung dari atmosfer dan mengubahnya menjadi produk yang bermanfaat seperti bahan bakar dan bahan kimia tanpa harus melalui proses yang tidak efisien menanam tanaman dan mengekstraksi gula dari biomassa."
Proses ini dimungkinkan oleh mikroorganisme unik yang disebut Pyrococcus furiosus, atau "bola api yang deras," yang tumbuh subur dengan memakan karbohidrat di perairan laut yang sangat panas di dekat ventilasi panas bumi. Dengan memanipulasi bahan genetik organisme, Adams dan rekan-rekannya menciptakan sejenis P. furiosus yang mampu memberi makan pada suhu yang jauh lebih rendah pada karbon dioksida.
Tim peneliti kemudian menggunakan gas hidrogen untuk membuat reaksi kimia dalam mikroorganisme yang menggabungkan karbon dioksida menjadi asam 3-hidroksipropionik, bahan kimia industri yang biasa digunakan untuk membuat akrilik dan banyak produk lainnya.
Dengan manipulasi genetik lain dari strain baru P. furiosus ini, Adams dan rekan-rekannya dapat membuat versi yang menghasilkan sejumlah produk industri bermanfaat lainnya, termasuk bahan bakar, dari karbon dioksida.
Ketika bahan bakar yang diciptakan melalui proses P. furiosus dibakar, ia melepaskan jumlah karbon dioksida yang sama dengan yang digunakan untuk membuatnya, secara efektif menjadikannya karbon netral, dan alternatif yang jauh lebih bersih daripada bensin, batubara, dan minyak.
"Ini adalah langkah pertama yang penting yang memiliki janji besar sebagai metode yang efisien dan hemat biaya untuk memproduksi bahan bakar," kata Adams. "Di masa depan kami akan memperbaiki proses dan mulai mengujinya pada skala yang lebih besar."
Melalui Universitas Georgia