Une équipe de recherche dirigée par le Dr Lee Soo Youn du Centre de recherche sur les énergies propres de Gwangju de l'Institut coréen de recherche sur l'énergie (KIER) a réussi à convertir le dioxyde de carbone, principal responsable du réchauffement climatique, en caroténoïdes, qui possèdent des effets antioxydants et anticancéreux. Les résultats ont été publiés dans ChemSusChem .
Selon l’Agence internationale de l’énergie, les émissions mondiales de dioxyde de carbone liées à l’énergie ont atteint un niveau record de 37,4 milliards de tonnes en 2023, soit une augmentation de 1,1 % par rapport à l’année précédente. Le pays est également confronté au changement climatique en raison des émissions de dioxyde de carbone, comme en témoigne le mois d'avril le plus chaud jamais enregistré cette année.
Pour résoudre ce problème, des technologies de conversion du dioxyde de carbone sont développées à l’échelle mondiale. La technologie permettant de convertir le dioxyde de carbone en produits chimiques de grande valeur tels que l'éthylène et le propylène apparaît comme une technologie clé pour atteindre la neutralité carbone, car elle réduit non seulement les émissions de carbone, mais produit également des produits pouvant être utilisés dans diverses industries.
Récemment, la technologie d’électrosynthèse microbienne (MES) pour la production de produits chimiques a attiré l’attention en tant que méthode prometteuse pour la conversion du dioxyde de carbone. Le MES consiste généralement à créer une solution électrolytique avec de l'eau contenant des micro-organismes et à dissoudre du dioxyde de carbone dans l'électrolyte, que les micro-organismes utilisent ensuite comme nutriments.
Cependant, à température ambiante et dans des conditions de pression normales où les micro-organismes se développent, la quantité de dioxyde de carbone qui se dissout dans l'eau est très faible, ce qui entraîne un manque de nutriments pour les micro-organismes et entraîne une faible productivité des substances finales converties.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a dissous la monoéthanolamine absorbant le dioxyde de carbone (C2 H7 NO) dans l'électrolyte pour augmenter la quantité de dioxyde de carbone disponible pour les micro-organismes (Rhodobacter sphaeroides). Cette approche a augmenté la consommation de dioxyde de carbone par les micro-organismes, améliorant ainsi leur production d'énergie, leur croissance et leurs activités métaboliques, ce qui a amélioré l'efficacité de la production des substances converties.
L'équipe de recherche a également élargi la gamme de produits de conversion. Alors que la technologie conventionnelle d'électrosynthèse microbienne produit des substances à faible nombre de carbone, telles que le butanol et l'éthanol, en raison de faibles concentrations de dioxyde de carbone, la technologie de l'équipe peut produire des caroténoïdes avec un nombre de carbone plus élevé.
Les caroténoïdes, connus pour leurs effets anti-âge sur les cellules et utilisés dans les cosmétiques et les suppléments, sont traditionnellement produits par fermentation microbienne. Cependant, des problèmes de sécurité et d’approvisionnement en matières premières ont limité la production. De plus, comme les caroténoïdes sont composés de 40 atomes de carbone, les micro-organismes doivent consommer de grandes quantités de dioxyde de carbone pour les produire.
En utilisant une concentration élevée de dioxyde de carbone, l'équipe de recherche a multiplié par quatre la productivité par rapport aux technologies existantes, permettant ainsi la production de caroténoïdes par électrosynthèse microbienne.
Le Dr Lee Soo Youn, chercheur principal, a déclaré :« Cette recherche présente une nouvelle approche pour convertir le dioxyde de carbone en substances de grande valeur grâce à l'électrosynthèse microbienne. En tant que technologie de « plate-forme chimique » respectueuse de l'environnement et à fort potentiel dans les domaines de la bioénergie et de la biochimie. champs, il contribuera à atteindre la neutralité carbone en réduisant et en recyclant les gaz à effet de serre."
Plus d'informations : Hui Su Kim et al, Amélioration de l'électrocatalyse microbienne du CO2 pour la réduction des multicarbones dans un catholyte humide à base d'amine, ChemSusChem (2024). DOI :10.1002/cssc.202301342
Fourni par le Conseil national de recherches scientifiques et technologiques
