Hiện, các nhà nghiên cứu do Trường Đại học Northwestern và LanzaTech (Mỹ) dẫn đầu đã khai thác vi khuẩn. Nhờ đó, phân hủy carbon dioxide (CO2) trong chất thải để tạo ra các hóa chất công nghiệp có giá trị.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã lựa chọn, thiết kế và tối ưu hóa một chủng vi khuẩn. Sau đó, họ thành công chứng minh khả năng chuyển đổi CO2 thành axeton và isopropanol (IPA).
Quá trình lên men mới này giúp loại bỏ khí nhà kính khỏi bầu khí quyển. Đồng thời, tránh sử dụng nhiên liệu hóa thạch – yếu tố cần thiết để tạo ra axeton và IPA.
Sau khi thực hiện phân tích vòng đời, nhóm nghiên cứu nhận thấy nền tảng tiêu cực carbon có thể giảm lượng khí thải nhà kính xuống 160% so với các quy trình thông thường, nếu được áp dụng rộng rãi. Nghiên cứu được công bố vào ngày 21/2 trên tạp chí Nature Biotechnology.
Ông Michael Jewett - đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Cuộc khủng hoảng khí hậu đang nghiêm trọng, kết hợp với sự gia tăng dân số nhanh chóng. Điều đó đặt ra một số thách thức cấp bách nhất đối với nhân loại. Tất cả đều liên quan đến việc giải phóng và tích tụ CO2 trên toàn bộ sinh quyển. Trên cơ sở bền vững và có thể tái tạo, chúng ta sẽ tận dụng CO2 sẵn có để chuyển đổi kinh tế sinh học”.
Axeton và IPA được tìm thấy gần như ở khắp mọi nơi. Được sử dụng rộng rãi như một chất khử trùng, IPA là cơ sở cho một trong hai công thức được Tổ chức Y tế Thế giới khuyến nghị. IPA có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt virus SARS-CoV-2. Trong khi đó, axeton là dung môi cho nhiều loại nhựa và sợi tổng hợp, làm mỏng nhựa polyester, làm sạch dụng cụ và tẩy sơn móng tay.
Mặc dù, những hóa chất này vô cùng hữu ích, nhưng chúng được tạo ra từ các nguồn tài nguyên hóa thạch. Để sản xuất các hóa chất này bền vững hơn, nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình lên men khí mới.
Họ bắt đầu với Clostridium autoethanogenum - một loại vi khuẩn kỵ khí được thiết kế tại LanzaTech. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng những công cụ sinh học tổng hợp để lập trình lại vi khuẩn lên men CO2 tạo ra axeton và IPA.
Nhóm Northwestern và LanzaTech tin rằng, các chủng và quy trình lên men được phát triển sẽ chuyển sang quy mô công nghiệp. Cách tiếp cận này cũng có thể được áp dụng để tạo ra các quy trình hợp lý. Nhờ đó, tạo ra những hóa chất có giá trị khác.
