A crescente produção e acumulação de plásticos tem sido um grande problema ambiental nas últimas décadas. Para enfrentar esse desafio, uma nova solução microscópica tem atraído muita atenção: bactérias capazes de decompor o lixo plástico em questão de horas.
No entanto, apesar dessa ser uma solução viável para a poluição do plástico no meio ambiente, ainda assim é vital encontrar novas maneiras de produzir plásticos a partir de fontes mais sustentáveis, que não dependam de combustíveis fósseis.
Neste sentido, muitos engenheiros químicos têm se concentrado em uma ideia promissora: usar o dióxido de carbono presente na atmosfera terrestre como recurso para a fabricação de plásticos e outros produtos à base de carbono.
Pensando nisso, uma equipe de engenheiros químicos do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) está desenvolvendo um novo sistema onde as bactérias convertem CO² em bioplástico, uma solução sustentável para a poluição e a dependência de combustíveis fósseis.
Bactérias convertem CO² em bioplástico com a criação de um novo sistema
Uma equipe do KAIST criou um novo sistema de duas partes para transformar o dióxido de carbono em um tipo de bioplástico. Para isso, utilizaram a bactéria Cupriavidus necator.
O funcionamento do sistema acontece primeiro com um eletrolisador que converte o CO² em formiato, que é então alimentado em um tanque de fermentação, onde as bactérias começam a trabalhar.
A bactéria C. necator tem a capacidade de sintetizar compostos de carbono, como o poli-3-hidroxibutirato (PHB) para produzir um poliéster biodegradável e compostável a partir de outras fontes de carbono.
Nesse caso, a bactéria converte a matéria-prima de formiato em grânulos de PHB que podem ser extraídos das células colhidas. Para isso, o sistema utiliza uma membrana para isolar as bactérias dos subprodutos da reação de eletrólise e a solução circula entre ela e o tanque de fermentação.
Uma parte interessante desse sistema é que ele pode ser alimentado por energia renovável. Com isso, ele pode ser uma forma livre de combustível fóssil para gerar bioplásticos, que ao mesmo tempo usa CO².
O novo sistema é mais produtivo do que representações anteriores
O novo sistema de conversão de CO² em bioplástico desenvolvido pela equipe de engenheiros químicos da KAIST parece ser mais produtivo do que as representações anteriores.
Experimentos de laboratório mostraram que as células de C. necator no sistema híbrido podiam sintetizar tanto PHB que após 5 dias de operação o produto de poliéster representava até 83% do peso seco das células da bactéria.
Os pesquisadores afirmam que sua configuração é 20 vezes mais produtiva do que sistemas semelhantes testados anteriormente.
Além disso, o sistema integrado é uma melhoria em relação aos reatores de batelada anteriores ou outras configurações que podem operar apenas uma fase da reação por vez e requerem etapas adicionais de separação e purificação.
A produção contínua seria a chave para fazer o sistema funcionar em escala industrial. Até agora, os pesquisadores testaram o sistema por apenas 18 dias e produziram 1,45 gramas de poliéster, mas estão confiantes de que o sistema é escalável e pode ajudar a transformar a forma como os plásticos são feitos.
