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Bessere Käfer zur Herstellung von Kunststoffen
Ein Start-up, das Bakterien erfolgreich zur Herstellung üblicher Industriechemikalien entwickelt hat, nutzt seine Technologie nun, um Organismen zu entwickeln, um erneuerbaren Kraftstoff herzustellen.
Dehnungstests: Ein OPX-Biochemiker bereitet neue Kulturmedien für die Entwicklung neuer Mikroorganismenstämme vor.
OPX Biotechnologies , mit Sitz in Boulder, Colorado, sagt, dass seine E. coli-Stämme verwendet werden können, um Zucker in Acrylsäure umzuwandeln – eine Schlüsselkomponente von Farben, Windeln und Klebstoffen – zu geringeren Kosten als bei der Herstellung aus Erdöl. Das auf Bakterien basierende Verfahren erzeugt 75 Prozent weniger Kohlendioxidemissionen als die gleiche Menge aus Öl, und eine einzige kommerzielle Anlage, die das Verfahren verwendet, könnte den Erdölverbrauch um über 500.000 Barrel pro Jahr senken.
Die Technologie wurde in einer Pilotanlage mit einem 200-Liter-Gärtank demonstriert, ab nächstem Jahr will das Unternehmen eine 20.000-Liter-Anlage bauen. Dann plant es 2014 den Bau einer kommerziellen Anlage, die 100 Millionen Pfund Acryl produzieren kann. Bisher hat das Unternehmen 22,4 Millionen US-Dollar an Risikokapital eingeworben. Außerdem arbeitet das Unternehmen an einem Verfahren, bei dem Bakterien Kohlendioxid und Wasserstoff in Dieselkraftstoff umwandeln. Die Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) des US-Energieministeriums hat dem Unternehmen kürzlich einen Zuschuss in Höhe von 6 Millionen US-Dollar gewährt, um die Technologie innerhalb von drei Jahren in einer Pilotanlage zu demonstrieren.
Das Unternehmen ist eines von Dutzenden von Start-ups, die gegründet wurden, um Chemikalien aus Pflanzenmaterial und nicht aus Erdöl herzustellen. Das versuchen Forscher seit Jahrzehnten, aber erst vor kurzem konnten sie mit der Produktion im kommerziellen Maßstab erfolgreich sein. 2007 begann DuPont beispielsweise mit der kommerziellen Produktion von Propandiol (verwendet für Kunststoffe und Kosmetika) aus Maiszucker.
Der Ansatz von OPX zur Entwicklung von Mikroorganismenstämmen ist schneller und billiger als herkömmliche Methoden, sagt CEO Charles Eggert . Das Unternehmen hat eine neuartige Methode zur Generierung von Mutationen entwickelt, mit der es nachverfolgen kann, welche Gene für Leistungsänderungen verantwortlich sind. Anstatt zu hoffen, dass die besten Veränderungen zufällig in einer einzigen Sorte kombiniert werden, wie dies beim herkömmlichen Ansatz der Fall ist, verwenden die OPX-Forscher diese detaillierten Informationen, um genetische Veränderungen aus einer Vielzahl von zufällig erzeugten Sorten auszuwählen und zu einer zu kombinieren .
Die Kommerzialisierung der Technologie wird eine Herausforderung sein. Das Unternehmen muss weiterhin Acrylsäure zu oder unter den Kosten konventioneller Acrylsäure auf Erdölbasis herstellen. Laut Eggert ist dies aufgrund der Leistung der Organismen von OPX möglich, aber die Kosten sind oft höher als erwartet. Zum einen ist es für biobasierte Ansätze schwierig, ein Produkt mit dem Reinheitsgrad von 99,99 Prozent herzustellen, das Industriekunden verlangen, sagt Robert Kirschbaum, Vice President of Open Innovation bei DSM mit Sitz in den Niederlanden, einem großen Hersteller von Chemikalien, einschließlich Acrylsäure. . Wenn die Chemikalie nicht rein genug ist, muss ein Unternehmen teure Reinigungsgeräte kaufen, was seine Kostenschätzungen ins Wanken bringt.
Für sein ARPA-E-Dieselprojekt verwendet OPX seine Technologie, um ein Bakterium, Cupriavidus necator, zu entwickeln, um Fettsäuren für die Herstellung von Biodiesel zu produzieren. Dieser könnte für den Einsatz in Fahrzeugen mit erdölbasiertem Diesel gemischt werden. OPX könnte Kohlendioxid aus Kraftwerken und Wasserstoff aus einer Vielzahl von Quellen, einschließlich Erdgas, verwenden. Das Ziel des ARPA-E-Projekts ist die Nutzung von Wasserstoff, der aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird, beispielsweise bei der Wasserspaltung mit Strom aus Sonnenkollektoren.