Mayayı elektrikle birleştirerek CO₂'den biyobozunur plastik hammaddesi elde edildi.

Almanya'daki Helmholtz Çevre Araştırmaları Merkezi (UFZ) ve Avusturya'daki BOKU Üniversitesi araştırmacıları, karbondioksidin (CO₂) değerli bir kimyasala dönüştürülmesinde yeni bir yol haritası çizdi. Ortak çalışmada, elektrokimyasal ve mikrobiyolojik süreçler tek bir biyoreaktörde birleştirildi.

Sistem, CO₂'yi önce formatına, ardından bu formatı enerji kaynağı olarak kullanan mühendislenmiş bir maya suşu (Komagataella phaffii) aracılığıyla itaconik aside çeviriyor. Çalışma, Angewandte Chemie International Edition dergisinde 2026 yılında yayımlandı (DOI: 10.1002/anie.8633090).

Itaconik asit ve piyasa boyutu

Itaconik asit, biyobozunur plastikler, tekstiller, yapıştırıcılar ve reçinelerin üretiminde kullanılan biyobazlı bir organik asittir. Petrol kökenli kimyasallara sürdürülebilir bir alternatif olarak görülür. Dünyada yılda yaklaşık 70.000 ton (77.000 short ton) itaconik asit üretilmekte ve talep artmaktadır.

Endüstriyel ölçekte bugün bu madde, bir mantar türü kullanılarak şekerden biyoteknolojik yollarla elde ediliyor.

Şeker yerine CO₂

UFZ electrobiyoteknoloğu Falk Harnisch, "Endüstriyel ölçekte itaconik asit biyoteknolojik olarak şekerden bir mantar kullanılarak üretilir. Artık başlangıç malzemesi olarak şeker yerine CO₂ kullanan bir süreç geliştirdik, böylece emisyonları verimli kullanabiliyoruz" diye açıkladı.

Fikir, BOKU Üniversitesi'nin önceki bir çalışmasından çıktı: itaconik asitin metanolden (bir alkol türü) üretilebildiği gözlemlenmişti.

Mikroorganizmalar geniş bir madde yelpazesini metabolize edebildiği için, Harnisch ekibi CO₂'den nispeten kolayca elde edilebilen kimyasal olarak benzer bir maddeyi test etti: format.

"Yenilenebilir kaynaklardan ideal olan elektrik, CO₂'yi formata dönüştürmek için kullanılabilir; format metanolle kimyasal olarak ilgilidir çünkü her ikisi de sadece bir karbon atomu içerir. Bu nedenle mayanın formatı da itaconik asit üretimi için bir enerji kaynağı olarak kullanıp kullanamayacağını araştırmak istedik," dedi Dr. Paniz Izadi, UFZ'deki Harnisch takımındaki araştırmacı ve çalışmanın birinci yazarı.

Farklı koşulların uzlaşıldığı bir reaktör

Elektrobiyoreaktörün tasarımı, aynı anda gerçekleşen iki sürecin çelişen ihtiyaçları nedeniyle zorlayıcıydı. Elektrokimyasal CO₂ indirgenmesi format üretmek için, mümkün olduğunca az ek kimyasal madde varlığında, yüksek sıcaklıkta ve bazik pH'de en iyi çalışırken; biyoreaktördeki genetiği değiştirilmiş maya suşu (Komagataella phaffii) tamamen farklı koşulları gerektiriyordu: yaklaşık 30°C (86°F) sıcaklık, nötr pH ve besin açısından zengin bir ortam.