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Investigadores encuentran una ruta para producir bioplásticos a partir de CO2

Investigadores encuentran una ruta para producir bioplásticos a partir de CO2

Un equipo de científicos de la universidad de Texas A&M AgriLife Research (EEUU) ha desarrollado un sistema que utiliza dióxido de carbono  para producir plásticos biodegradables, o bioplásticos, que podrían reemplazar los plásticos no degradables que se usan en la actualidad. La investigación aborda dos desafíos: la acumulación de plásticos no degradables y la remediación de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Publicada el 28 de septiembre en Chem, la investigación fue una colaboración de Susie Dai, profesora asociada en el Departamento de Microbiología y Patología Vegetal de Texas A&M, y Joshua Yuan, ex-catedrático de biología sintética y productos renovables y ahora profesor Lopata en el Departamento de Energía, Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad de Washington en St. Louis.

Dai dijo que los plásticos a base de petróleo de hoy en día no se degradan fácilmente y crean un problema masivo en los ecosistemas y, en última instancia, en los océanos.

Para abordar estos problemas, los investigadores de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de Texas A&M y sus equipos trabajaron durante casi dos años para desarrollar un sistema integrado que utiliza CO2 como materia prima para que las bacterias crezcan en una solución nutritiva y produzcan bioplásticos. El Sistema Universitario Texas A&M ha presentado una solicitud de patente para el sistema integrado.

«El dióxido de carbono se ha utilizado junto con las bacterias para producir muchos productos químicos, incluidos los bioplásticos, pero este diseño produce un flujo suave y altamente eficiente a través de nuestra ruta de dióxido de carbono a bioplásticos», dijo Dai.

«En teoría, es como un tren con unidades conectadas entre sí», dijo Dai. «La primera unidad usa electricidad para convertir el dióxido de carbono en etanol y otras moléculas de dos carbonos, un proceso llamado electrocatálisis. En la segunda unidad, las bacterias consumen las moléculas de etanol y carbono para convertirse en una máquina para producir bioplásticos, que son diferentes polímeros plásticos a los de base de petróleo, que son más difíciles de degradar».

Captura y reutilización de residuos de CO2

El uso de CO2 en el proceso también podría ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Muchos procesos de fabricación emiten CO2 como producto de desecho.

«Si podemos capturar el dióxido de carbono residual, reducimos la emisión de gases de efecto invernadero y podemos usarlo como materia prima para producir algo», dijo Dai. «Esta nueva plataforma tiene un gran potencial para abordar los desafíos de sostenibilidad y transformar el diseño futuro de la reducción de dióxido de carbono».

La principal fortaleza de la nueva plataforma es una velocidad de reacción mucho más rápida que la fotosíntesis y una mayor eficiencia energética.

«Estamos ampliando la capacidad de esta plataforma a más áreas de productos, como combustibles, productos químicos básicos y diversos materiales», dijo Dai. «El estudio demostró el plan para la ‘biofabricación descarbonizada’ que podría transformar nuestro sector manufacturero».

Los impactos a futuro

Dai dijo que actualmente los bioplásticos son más caros que los plásticos a base de petróleo. Pero si la tecnología es lo suficientemente exitosa como para producir bioplásticos a escala económica, las industrias podrían reemplazar los productos plásticos tradicionales por otros que tengan menos impactos ambientales negativos. Además, la mitigación de las emisiones de CO2 de los sectores energéticos, como las instalaciones de gas y electricidad, también sería un beneficio.

«Esta innovación abre la puerta a nuevos productos si la bacteria está diseñada para consumir moléculas derivadas del dióxido de carbono y crear productos objetivo», dijo Dai. «Una de las ventajas de este diseño es que la condición en la que crecen las bacterias es suave y se adapta a las condiciones a escala industrial».

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