Autorijden op landbouwafval en olifantenpoep
Landbouwafval is een uitstekende bron voor milieuvriendelijke biobrandstof. De productie van deze benzine verloopt nog traag en inefficiënt. Onderzoekers zijn erop gebrand hier een oplossing voor te vinden. Olifantenkeutels bieden uitkomst.
Ooit gedacht dat je je auto kan laten rijden op benzine gemaakt van snoeihout of voor consumptie afgekeurde komkommers? Het klinkt misschien futuristisch, maar een kleine club automobilisten rijdt al op benzine vermengd met alcohol gemaakt van plantaardig materiaal. Maar onderzoekers moeten nog een hindernis nemen: de productie ervan verloopt traag en inefficiënt.
Alcohol
Zowel fossiele brandstoffen, zoals olie, gas en steenkool, als biobrandstoffen worden gemaakt uit planten. Fossiele brandstoffen ontstaan na het eeuwenlang fossiliseren (verstenen) van plantenresten. De productie van biobrandstoffen verloopt vele malen sneller. Daarbij worden plantensuikers en zetmeel door vergisting in enkele dagen omgezet in alcohol (brandstof).
Moeilijke suikers
Niet alle plantensuikers zijn even makkelijk om te zetten in alcohol. Planten bestaan voor 80% uit makkelijk verwerkbare suikers: suikers met zes of meer koolstofatomen. Voor 20% bestaan planten uit moeilijk verwerkbare suikers met maar vijf koolstofatomen, waarvan xylose het belangrijkste suiker is.
Bakkersgist
- Bakkersgist
Het micro-organisme Saccharomyces cerevisiae, beter bekend als bakkersgist, is een handig en veelgebruikt hulpje voor de omzetting van suikers in alcohol. Nadat allereerst de plantensuikers uit plantenresten zijn vrijgemaakt, zet bakkersgist de makkelijke suikers in een handomdraai om in alcohol. Met het taaie suiker xylose heeft bakkersgist echter meer moeite, omdat het daarvoor een essentieel enzym mist. Lukt het om ook xylose te verteren, schiet de alcoholproductie met maar liefst 20% omhoog.
Olifant
Een ontdekking van een groep Nijmeegse microbiologen bood uitkomst. Zij troffen in olifantenpoep de schimmel Piromyces aan. Deze schimmel kan dankzij het enzym xylose-isomerase xylose wél omzetten. Deze vondst bracht microbioloog Marko Kuyper van de Technische Universiteit Delft, één van de partners in het Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentation, op het idee om het enzym uit de schimmel in het genoom van bakkersgist in te bouwen zodat het xylose kan omzetten.
Sneller en efficiënter
Het tergend langzaam groeiend bakkersgist moest vervolgens leren sneller te groeien in een zuurstofloze omgeving. Zo kweekte Kuyper een supergist dat niet alleen weet te overleven in een voor alcoholproductie noodzakelijke zuurstofloze omgeving. Het groeit nu ook sneller en kan daardoor vele malen sneller biobrandstof maken. Wel zo handig als je heel wat liters nodig hebt om al die brandstoftanks te vullen.
Duurzaam
Autorijden op biobrandstof is milieuvriendelijk. Planten nemen CO2 via hun bladeren op uit de atmosfeer en gebruiken het als bouwsteen. Bij verbranding van uit planten gemaakte brandstof komt ditzelfde CO2 weer vrij. De netto uitstoot van het broeikasgas CO2 is dus minimaal, het wordt als het ware gerecycled. Het CO2 dat daarentegen vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen lag miljoenen jaren opgehoopt in de aardkorst en zorgt voor een toename van het broeikasgas in de atmosfeer. In Europees kader moet in 2010 ruim 5% van alle brandstof verbruikt voor transport biobrandstof zijn. Het bedrijf Koninklijke Nedalco, dat het patent op het enzym isomerase heeft, gaat samen met een coalitie van bedrijven vanaf begin 2008 jaarlijks 220 miljoen liter biobrandstof produceren.
Multifunctioneel
Door genetisch modificatie kan bakkersgist getraind worden ook andere interessante chemicaliën om te zetten. Zo kunnen onderzoekers de gistcellen trainen om polyhydroxyalkanoaten (PHPs) te maken. Dat zijn plastics met een range aan materiaaleigenschappen: van uiterst flexibel tot rigide. Ook kunnen gistcellen onder zure condities het stofje melkzuur te maken. De industrie is erg geïnteresseerd in de productie van polymelkzuur, een bioplastic dat snel en biologisch afbreekbaar is. Zwerfafval wordt zo een oplosbaar probleem.
