I växter binder naturlig fotosyntes koldioxid (CO₂). ) till organiska föreningar, som sedan kan omvandlas till glukos eller stärkelse. Dessa användbara molekyler kan sekvestreras och lagrar kolet i fast form. Artificiell fotosyntes efterliknar denna process genom att minska växthusgasen CO₂ —den främsta orsaken till klimatförändringarna — som omvandlas till andra användbara ämnen.

Forskare från Osaka Metropolitan University har lyckats skapa fumarat med hjälp av artificiell fotosyntes på pyruvat och CO₂ . Detta fumarat kan användas för att göra biologiskt nedbrytbar plast som polybutylensuccinat, och lagra kolet i en kompakt, hållbar, fast form. För närvarande är det mesta av fumarat som används för att tillverka denna plast framställt av petroleum, så fumarat skapas från CO₂ och pyruvat härrörande från biomassa är mycket önskvärt.

Professor Yutaka Amao från forskningscentret för artificiell fotosyntes och Mika Takeuchi, en doktorand vid Osaka Metropolitan University Graduate School of Science, använde biokatalysatorn malatdehydrogenas (oxaloacetat-dekarboxylerande) för att kombinera CO₂ med pyruvat, härrörande från biomassa, för att producera L-äppelsyra. Därefter användes biokatalysatorn fumaras för att dehydratisera L-äppelsyran för att syntetisera fumarat.

"Biokatalysatorerna användes för att omvandla CO₂ till en råvara för plast. Baserat på våra resultat kommer vi att fortsätta att konstruera bättre CO₂ omvandlingssystem med ännu lägre miljöpåverkan; vi siktar på en effektivare omvandling av CO₂ till användbara ämnen, med hjälp av ljusenergi", sa Prof. Amao.

Med denna framgång har teamet redan börjat undersöka nya metoder för artificiell fotosyntes med målet att producera fumarat med ljus som energi. Om denna teknologi kan realiseras kommer den att skapa ett nytt artificiellt fotosyntetisk system för att syntetisera användbara makromolekyler från CO₂ .

Den aktuella studien är publicerad i Reaction Chemistry &Engineering . + Utforska vidare

Nyckeln till att minska koldioxidutsläppen är gjord av metall