研究者らによると、二酸化炭素を用いて生分解性プラスチック（バイオプラスチック）を製造する新たなシステムは、現在使われている分解されないプラスチックに代わり得るという。
研究者らによると、このプロセスでCO2を利用することは温室効果ガスの排出削減に役立つという。
この研究は、製造業を変革し得る「脱炭素型バイオ製造」の青写真を示した。
研究者らによると、二酸化炭素を用いて生分解性プラスチック（バイオプラスチック）を製造する新たなシステムは、現在使われている分解されないプラスチックに代わり得るという。
この研究は二つの課題に取り組んでいる。分解されないプラスチックの蓄積と、温室効果ガス排出の抑制である。
現在の石油由来のプラスチックは分解されにくく、生態系、ひいては海洋に深刻な問題を引き起こしている。テキサスA&M大学植物病理学・微生物学部の准教授であるスーシー・ダイ氏はそう述べている。
こうした問題に対処するため、研究者らとそのチームはほぼ2年間にわたり、栄養溶液中で細菌が増殖し、バイオプラスチックを生産するための原料としてCO2を用いる統合システムの開発に取り組んだ。
「二酸化炭素は細菌と組み合わせて、バイオプラスチックを含む多くの化学物質の製造に用いられてきたが、この設計により、当社の二酸化炭素からバイオプラスチックへのパイプラインにおいて、極めて効率的でなめらかな流れが実現した」とダイ氏は述べている。
「理論的には、互いに連結された装置を持つ列車のようなものです」と同氏は語る。「第1の装置では電力を用いて二酸化炭素をエタノールおよびその他の二炭素分子に変換します。これは電気触媒作用と呼ばれるプロセスです。第2の装置では、細菌がエタノールと炭素分子を消費し、バイオプラスチックを生産する機械となります。これらのバイオプラスチックは、分解されにくい石油由来のプラスチックポリマーとは異なります。」
このプロセスでCO2を利用することは、温室効果ガスの排出削減にも役立つ可能性がある。多くの製造工程では、廃棄物としてCO2が排出されている。
「廃棄される二酸化炭素を回収できれば、温室効果ガスの排出を削減でき温室効果ガスの排出を抑えつつ、それを何かを生産するための原料として活用できます」とダイ氏は述べている。「この新たなプラットフォームは、持続可能性の課題に対処し、二酸化炭素削減の将来の設計を変革する大きな可能性を秘めています。」
新たなプラットフォームの主な強みは、光合成よりもはるかに速い反応速度と、より高いエネルギー効率である。
「当社はこのプラットフォームの能力を、燃料、汎用化学品、多様な素材などの幅広い製品分野へと拡大しています」とダイ氏は述べている。「この研究は、製造業を変革し得る「脱炭素型バイオ製造」の青写真を示しました。」
ダイ氏によると、バイオプラスチックは現在、石油由来のプラスチックよりも高価である。しかし、経済規模でバイオプラスチックを生産できるほど技術が成功すれば、産業界は従来のプラスチック製品を、環境への悪影響がより少ない製品に置き換えることができるようになるという。さらに、ガス施設や電力施設などのエネルギー分野からのCO2排出を抑制することも、利点となるだろう。
「この技術革新は、細菌を二酸化炭素由来の分子を消費し目的の製品を生産するように改変できれば、新製品への道を開くものです」とダイ氏は述べている。「この設計の利点の一つは、細菌が増殖する条件が穏やかで、産業規模の条件にも適応可能である点です。」
この研究は学術誌Chemに掲載された。テキサスA&M大学およびセントルイスのワシントン大学の研究者も研究に貢献した。テキサスA&M大学システムは、この統合システムについて特許出願を行っている。
