Uma equipe de cientistas da Texas A&M AgriLife Research desenvolveu um sistema que usa dióxido de carbono, CO₂ , para produzir plásticos biodegradáveis, ou bioplásticos, que poderiam substituir os plásticos não degradáveis ​​usados ​​hoje. A pesquisa aborda dois desafios:o acúmulo de plásticos não degradáveis ​​e a remediação das emissões de gases de efeito estufa.
Publicado em 28 de setembro em Chem , a pesquisa foi uma colaboração de Susie Dai, Ph.D., professora associada no Texas A&M Department of Plant Pathology and Microbiology, e Joshua Yuan, Ph.D., anteriormente com o Texas A&M Department of Plant Pathology and Microbiology como presidente para biologia sintética e produtos renováveis ​​e agora professor Lopata e cadeira na Universidade de Washington em St. Louis Departamento de Energia, Meio Ambiente e Engenharia Química.

Criando bioplásticos

Dai disse que os plásticos à base de petróleo de hoje não se degradam facilmente e criam um problema enorme nos ecossistemas e, em última análise, nos oceanos.

Para resolver esses problemas, os pesquisadores da Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences e suas equipes trabalharam por quase dois anos para desenvolver um sistema integrado que usa CO₂ como matéria-prima para que as bactérias cresçam em uma solução nutritiva e produzam bioplásticos. Peng Zhang, Ph.D., associado de pesquisa de pós-doutorado, e Kainan Chen, estudante de doutorado, ambos no Departamento de Patologia e Microbiologia de Plantas do Texas A&M, contribuíram para o trabalho. O Texas A&M University System apresentou um pedido de patente para o sistema integrado.

“O dióxido de carbono tem sido usado em conjunto com bactérias para produzir muitos produtos químicos, incluindo bioplásticos, mas esse design produz um fluxo altamente eficiente e suave através do nosso gasoduto de dióxido de carbono para bioplásticos”, disse Dai.

"Em teoria, é como um trem com unidades conectadas umas às outras", disse Dai. "A primeira unidade usa eletricidade para converter o dióxido de carbono em etanol e outras moléculas de dois carbonos - um processo chamado eletrocatálise. Na segunda unidade, as bactérias consomem o etanol e as moléculas de carbono para se tornar uma máquina de produzir bioplásticos, que são polímeros plásticos à base de petróleo que são mais difíceis de degradar."

Capturando e reutilizando CO₂ resíduos

Usando CO₂ no processo também poderia ajudar a reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Muitos processos de fabricação emitem CO₂ como um produto residual.

“Se conseguirmos capturar o dióxido de carbono residual, reduzimos a emissão de gases de efeito estufa e podemos usá-lo como matéria-prima para produzir algo”, disse Dai. "Esta nova plataforma tem um grande potencial para enfrentar os desafios de sustentabilidade e transformar o projeto futuro de redução de dióxido de carbono."

A principal força da nova plataforma é uma taxa de reação muito mais rápida do que a fotossíntese e maior eficiência energética.

"Estamos expandindo a capacidade desta plataforma para amplas áreas de produtos, como combustíveis, commodities químicas e materiais diversos", disse Dai. "O estudo demonstrou o plano de 'biomanufatura descarbonizada' que poderia transformar nosso setor manufatureiro".

Expandir impactos futuros

Dai disse que atualmente, os bioplásticos são mais caros do que os plásticos à base de petróleo. Mas se a tecnologia for bem-sucedida o suficiente para produzir bioplásticos em escala econômica, as indústrias poderão substituir os produtos plásticos tradicionais por outros que tenham menos impactos ambientais negativos. Além disso, mitigando CO₂ emissões de setores de energia como gás e instalações elétricas também seriam um benefício.

"Esta inovação abre as portas para novos produtos se a bactéria for projetada para consumir moléculas derivadas de dióxido de carbono e produzir produtos alvo", disse Dai. "Uma das vantagens deste design é que a condição em que as bactérias crescem é suave e adaptável às condições de escala da indústria". + Explorar mais

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