Китайські дослідники розробили гібридну електробіологічну систему, яка перетворює вуглекислий газ в складні вуглецеві сполуки з використанням електролізу і дріжджового бродіння. Опис розробки опубліковано в журналі Nature Catalysis.
Група дослідників з Китаю запропонувала використовувати двоетапну технологію для перетворення вуглекислого газу в високомолекулярні вуглецеві сполуки. На першому етапі з використанням електролізу вчені отримують з вуглекислого газу оцтову кислоту, а потім за допомогою бродіння створюють глюкозу та інші складні органічні сполуки.
Хіміки перетворили вуглекислий газ в монооксид вуглецю в збірці мембранних електродів з використанням одноатомного каталізатора Ni-N-C. На основі отриманої речовини дослідники синтезували ацетат за допомогою процесу електрохімічного відновлення і каталізатора на основі міді.
“Ацетат, отриманий за допомогою звичайних електрокаталітичних пристроїв, завжди змішується з електролітними солями, які не можна безпосередньо використовувати для біологічної ферментації”, – зазначає професор Ксіа Чуан, співавтор дослідження.
Щоб вирішити цю проблему, дослідники використовували реактор електроліту з товстими аніонообмінними мембранами для розділення та очищення розчину оцтової кислоти. Через 140 годин електролізу вчені отримали надчистий розчин оцтової кислоти з відносною чистотою близько 97%.
Вчені внесли генетичні зміни в грибок Saccharomyces cerevisiae (пекарські дріжджі). Модифікована колонія, як зазначають автори роботи, змогла розвиватися на чистому розчині оцтової кислоти, а, крім того, ефективніше виробляла глюкозу.
Дослідники вважають, що запропонований ними метод допоможе у вирішенні екологічних проблем і створенні економіки замкнутого циклу.