ผลิตเชื้อเพลิงจากแบคทีเรีย

ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นหนึ่งในตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของโลกหรือภาวะโลกร้อน  ส่งผลให้นักวิจัยจาก University of California, Los Angeles (UCLA) สนใจที่จะนำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศกลับมาใช้ประโยชน์ด้วยการเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเหลวโดยใช้กลไกทางชีวเคมีของแบคทีเรียที่ผ่านการตัดต่อพันธุกรรม

สายพันธุ์แบคทีเรียที่นักวิจัยให้ความสนใจ คือ Synechoccus elongates ซึ่งเป็นแบคทีเรียสีเขียวแกมน้ำเงินที่สามารถตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในเซลล์ได้ดี เมื่อแบคทีเรียสายพันธุ์ดังกล่าวผ่านการตัดต่อพันธุกรรมสามารถผลิตสารไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ (Isobutyraldehyde) โดยการรับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในเซลล์ควบคู่กับการกระตุ้นจากพลังงานแสงอาทิตย์คล้ายกันกับการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

isobutanol bacteria

ไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ที่แบคทีเรียสร้างขึ้นเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำ (63 องศาเซลเซียส) จึงสามารถสกัดออกจากเซลล์ได้ง่าย เมื่อสกัดสารออกจากเซลล์แบคทีเรียได้แล้วสามารถใช้เทคโนโลยีตัวเร่งปฏิกิริยาในปัจจุบันเปลี่ยนไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ให้กลายเป็นสารไอโซบิวทานอล (Isobutanol) ซึ่งมีสมบัติเป็นเชื้อเพลิงเหลวได้

แม้ว่าแบคทีเรียที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมจะสามารถผลิตไอโซบิวทานอลได้เองในปริมาณเล็กน้อย แต่นักวิจัยยังคงให้ความสนใจในการพัฒนาสายพันธุ์แบคทีเรียโดยเน้นการผลิตไอโซบิวทีรัลดีไฮด์เป็นหลัก เนื่องจากไอโซบิวทีรัลดีไฮด์สามารถผลิตได้ในอัตราที่สูงกว่า และยังนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเคมีภัณฑ์อื่นๆ ได้อีกด้วย

โดยสรุปแล้ว นอกจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำเมื่อนำไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมเนื่องจากใช้เพียงพลังงานจากแสงอาทิตย์เท่านั้น การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากแบคทีเรียยังสามารถลดปัญหาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศได้อีกทางหนึ่งด้วย

อ้างอิง: S. Atsumi et al, Nature Biotechnology, 2009, 27(12), p1177.

Advertisements