Maya ve Elektrik Birlikte CO2’yi Biyolojik Olarak Çürüyen Plastiklerde Kullanılan Kimyasala Dönüştürüyor

Bu çalışma, elektrokimyasal CO₂ indirgenmesini, tek bir reaktörde değerli bir kimyasalın mikrobiyolojik biyosenteziyle birleştiren yenilikçi bir hibrit sistemi göstermektedir. Kaynak: Izadi et al. Angew. Chemie / Simone Bachleitner, Paniz Izadi

İklim değişikliğinin daha da sınırlandırılması için araştırmacılar, atmosferik karbondioksiti (CO₂) faydalı ürünlere dönüştürebilen teknolojileri araştırıyor. Viyana’daki (Avusturya) BOKÜ Üniversitesi ile işbirliği içinde, Helmholtz Çevre Araştırmaları Merkezi (UFZ) araştırmacıları, elektrokimyasal ve mikrobiyolojik süreçlerin CO₂ yakalayıp endüstride kullanılan biyokaynaklı bir kimyasal olan itakonik asit üretmek için birleştirilebileceğini gösterdi. Araştırmacılara göre, bu yeni süreç CO₂ emisyonlarının sürdürülebilir biyokaynaklı ürünlere dönüştürülebileceğini gösteriyor ve farklı mikrop kullanılarak daha geniş bir değerli kimyasal yelpazesi üretme potansiyeli taşıyor.

Itakonik asit, biyogradlanabilir plastikler, tekstiller, yapıştırıcılar ve reçineler üretmek için kullanılan biyokaynaklı bir organik asittir. Petrole dayalı kimyasallara umut verici bir sürdürülebilir alternatif olarak görülüyor. Dünya genelinde yılda yaklaşık 70.000 t (77.000 kısa ton) itakonik asit üretiliyor ve üretim artıyor.

“Endüstriyel ölçekte itakonik asit, şeker kullanılarak bir mantar aracılığıyla biyoteknolojik olarak üretiliyor. Şimdi, şeker yerine CO₂’yi başlangıç malzemesi olarak kullanan, böylece emisyonları verimli bir biçimde değerlendirmemizi sağlayan bir süreç geliştirdik,” diyor UFZ’den elektrobiyoteknoloji uzmanı ve çalışmanın son yazarı Falk Harnisch.

Çalışma, Angewandte Chemie International Edition dergisinde yayımlandı.

Karbondioksitten maya yakıtına

Viyana’daki BOKÜ Üniversitesi araştırmacılarıyla işbirliği içinde, UFZ ekibi elektrokimyasal ve mikrobiyolojik süreçleri tek bir biyoreaktörde birleştiren bir yöntem geliştirdi. Peki bu elektrobiyoreaktör tam olarak nasıl çalışıyor? Ve araştırmacılar CO₂ kullanımını ilk başta itakonik asit üretimiyle nasıl birleştirmeye karar verdiler?

BOKU Üniversitesi’nde gerçekleştirilen önce bir çalışma, itakonik asidin metanol denilen bir alkol türünden biyoteknolojik olarak üretilebileceğini göstermişti. Mikroorganizmalar geniş bir yelpazedeki maddeleri metabolize edebildiği için, Harnisch’in liderliğini yaptığı ekip, CO₂’den nispeten kolayca üretilebilen kimyasal açıdan benzer bir maddeyi test etti.

“Yenilenebilir kaynaklardan gelen elektrik, CO₂’yi formata dönüştürmek için kullanılabilir; format metanolle kimyasal açıdan ilişkilidir çünkü her ikisi de yalnızca bir karbon atomu içerir. Bu nedenle mayanın itakonik asid üretimi için enerji kaynağı olarak formati kullanıp kullanamayacağını araştırmak istedik,” diyor Çalışmanın birinci yazarı ve Harnisch’in UFZ ekibinin araştırmacısı Dr. Paniz Izadi.

Reaktör koşullarını uzlaştırma

Elektrokimyasal ve mikrobiyal süreçlerin eşzamanlı olarak gerçekleştiği elektrobiyoreaktörün tasarımı bir dizi zorluk sundu. CO₂’nin formata elektrokimyasal dönüşümü, mümkün olduğunca az sayıda başka kimyasal maddenin bulunduğu, yüksek sıcaklıklarda ve bazik bir pH ortamında en iyi şekilde işler. Biyoreaktörde kullanılan genetik olarak mühendislik yoluyla değiştirilmiş maya suşu Komagataella phaffii tamamen farklı koşullar gerektirir: yaklaşık 30°C sıcaklık, nötr pH ve besin açısından zengin ortam.

“Her iki sürecin de—elektrokimyasal ve mikrobiyal—en verimli şekilde gerçekleşmesini ve işleymesini sağlamak için, elektrobiyoreaktördeki farklı gereksinimler arasında bir uzlaşı bulmak zorundaydık,” açıklıyor BOKU Üniversitesi Mikrobiyoloji ve Mikrobiyal Biyoteknoloji Enstitüsü’nden kıdemli bilim insanı Dr. Simone Bachleitner.

Daha düşük verimlerle çalışan bir süreç

Deney başarılı oldu ve maya, CO₂’den itakonik asit üretirken enerji kaynağı olarak elektrokimyasal olarak üretilen formiatı kullandı. “Elektrokimyasal ve mikrobiyal süreçleri biyoreaktörümüzde başarıyla birleştirdik. Kapsamlı, kendi kendine yeten bir süreç zinciri, ara ürünlerin ayrı tesisler arasında taşınmasına gerek kalmaması nedeniyle önemli pratik avantajlar sunar. Itakonik asitin verimi şeker veya metanol kullanıldığında olduğundan düşük olsa da, çalışmamız CO₂’nin karmaşık ve değerli biyokimyasallara dönüştürülebileceğini açıkça kanıtlıyor,” diyor Harnisch.

Araştırmacılar, yeni süreçlerinin pratik uygulamalar için bir model sağlamasını ve endüstriyel ölçekli tesislerin gelişimine katkıda bulunmasını umuyor. Araştırmacılar şimdi biyoreaktördeki süreçleri optimize etmeyi ve diğer mikroorganizmalar ile biyokaynaklı ürünlere uygunluklarını araştırmayı planlıyor.

Paniz Izadi et al., Integrated Electromicrobial Production of Itaconic Acid From CO2 at Liter‐Scale Using Komagataella phaffii, Angewandte Chemie International Edition (2026). DOI: 10.1002/anie.8633090

Dergi bilgileri:
Angewandte Chemie International Edition

Helmholtz Association of German Research Centres tarafından sağlandı

Bu hikayenin ardındaki kişi:

Swati Mestri, Elektronik Mühendisliği alanında lisans derecesine sahiptir ve 2019’dan beri içerik editörü olarak çalışmaktadır. Teknoloji, sağlık ve malzeme bilimi alanlarında araştırma belgelerini düzenleme deneyimine sahiptir ve teknoloji ile uzay konularına özel bir ilgisi vardır.

Tam profil →

Matematiksel biyoloji alanında lisans, yaratıcı yazım alanında yüksek lisans. Bilim ve dil üzerine özgün bakış açılarına sahip, geniş bir yolculuk geçirmiş.

Profilin tamamı →

Kaynakça

:
Yeast paired with electricity can convert CO₂ into a chemical used in biodegradable plastics (2026, October 28)
retrieved 28 October 2026
from https://phys.org/news/2026-10-yeast-paired-electricity-chemical-biodegradable.html

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla adil kullanım dışında, hiçbir kısmı yazılı izin olmadan çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sunulmaktadır.