Jordbakterie genererer triangulær molekyle, der kan bruges til jetbrændstof

En gruppe forskere fra Lawrence Berkeley National Laboratory er lykkedes med at fremstille en alternativ type jetbrændstof ved at høste et kulstofmolekyle, der bliver produceret af stofskifteprocessen i bakterien streptomyces, som er ganske almindelig og findes i jord.

Det skriver det naturvidenskabelige medie Phys.org.

»I kemi vil alt, der kræver energi for at blive dannet, udlede energi, når det bliver brudt,« siger hovedforfatteren på studiet Pablo Cruz-Morales, der er mikrobiolog ved DTU Biosustain, til Phys.org.

Princippet ses i jetbrændstof af petroleum, hvor enorme mængder energi frigives, når brændstoffet antændes. Forskerne tænkte, at der må være en måde at genskabe den proces uden at skulle vente i flere millioner år på, at fossile brændstoffer skabes i undergrunden.

Pablo Cruz-Morales blev spurgt, om han kunne syntetisere et besværligt molekyle, der potentielt kan udlede store mængder energi. Molekylet hedder Jawsamycin, navngivet efter filmen ‘Jaws’ på grund af dets bidlignende indhak, og bliver skabt af bakterien streptomyces, som DTU forskeren tidligere har arbejdet med.

Nedbrydes på samme måde som fedt

Molekylet bliver skabt af det naturlige stofskifte i bakterierne, når det nedbryder glukose.

»Når bakterierne spiser sukker eller aminosyrer, nedbryder de dem og omdanner dem til byggeklodser for kulstof-til-kulstofbindinger,« siger Pablo Cruz-Morales.

»Kroppen nedbryder fat på samme måde og med samme kemi, men den bakterielle proces har nogle interessante twists.«

De twists hedder cyclopropane ringe, som er ringe af tre kulstofatomer arrangeret i en triangulær form, og det er dem, der giver molekylerne deres eksplosive egenskaber.

»Hvis du har bindinger med en normal vinkel, altså en åben kæde af kulstofatomer, kan atomerne være fleksible og blive komfortable,« siger Pablo Cruz-Morales. »Men hvis du former dem til en ring med seks kulstofatomer, kan de stadig bevæge sig og danse en smule. Men trekantformen gør, at bindingerne bøjer, og den spænding kræver energi.«

Forskerne kom frem til, at enzymerne, der var ansvarlig for konstruktionen af disse højenergiske cyclopropane molekyler, var polyketide syntaser.

Lang vej før fossile brændstoffer kan udfordres

Brændstoffet produceret ved hjælp af bakterierne fungerer i store træk ligesom biodiesel. Det skal behandles, så det kan brænde ved en lavere temperatur end temperaturen, der skal til for at få fedtsyrer til at brænde, men når det bliver antændt, vil det være kraftfuldt nok til at sende raketter i rummet.

»Hvis vi kan lave denne type brændstof med biologi, er der ingen undskyldninger for at lave det med olie. Det åbner muligheden for at gøre det bæredygtigt,« siger Pablo Cruz-Morales.

Men forskeren er heller ikke blind for, at der stadig er lang vej, før det er streptomyces bakterierne, der sender mennesket i rummet. Han påpeger, at der stadig er lang vej, før deres bæredygtige jetbrændstof kan masseproduceres på en skala, der kan konkurrere med fossile brændstoffer.

»Geopolitiske og sociopolitiske forhold gør, at fossile brændstoffer er kraftigt subsidieret - det handler ikke udelukkende om teknologien. Ikke langt ude i fremtiden bliver vi dog nødt til at finde alternative løsninger, og det her kan ses som en forberedelse på det,« siger forskeren tilknyttet det danske universitet.

Pyrolyseolie lavet på restbiomasse er et andet bud på grøn jetbrændstof

Buddet på den bedste metode til at fremstille et bæredygtigt flybrændstof er dog mange, og et nyligt lanceret dansk forskningsprojekt har endnu et bud: Raffineret pyrolyseolie typisk lavet på restbiomasse.

Det fungerer ved at smide overskydende biomasse - eksempelvis fra landbruget - ind i en pyrolyseovn, hvor biomassen bliver brændt ved temperaturer på mellem 500-600 grader celsius i et iltfattig miljø. Tilbage er biokul, gas og pyrolyseolie.

Tjærestofferne fra sidstnævnte kan ekstraheres og opgraderes til en raffinerbar olie, som i sidste ende kan ende i tanken på fremtidens grønne fly.

Projektet hedder HyProFuel og skal løbe over de næste fire år. Der er otte samarbejdspartnere, blandt andre DTU, Aarhus Universitet og den hollandske pyrolysevirksomhed BTG Bioliquids.