Metan gazını hammaddeye dönüştüren mikro fabrikalar: 'Metanotrof' bakterisi

Bilim dünyası, küresel ısınmanın en büyük tetikleyicilerinden olan metan gazını endüstriyel bir fırsata çevirmenin yolunu buldu. Yeni araştırmalar, metan tüketen mikroorganizmaların; hayvan yemi, biyolojik plastik ve temiz yakıt üretiminde ‘minyatür fabrikalar’ olarak kullanılabileceğini ortaya koyuyor.

İklim değişikliğiyle mücadelede emisyonları azaltmak kadar, atıkları döngüsel ekonomiye kazandırmak da hayati önem taşıyor. Karbondioksitten yaklaşık 28 kat daha güçlü bir sera gazı olan metan, Şandong Üniversitesi öncülüğünde yapılan yeni bir bilimsel incelemeye göre, endüstriyel üretimde stratejik bir ham maddeye dönüşebilir.

Araştırmacılar, metanı hem karbon hem de enerji kaynağı olarak tüketen ‘metanotrof’ bakterilerin, çevre kirliliğini önlerken aynı zamanda katma değeri yüksek ürünler üretebileceğini savunuyor.

BİLİMSEL MERAKTAN STRATEJİK ARACA DÖNÜŞÜM

Doğada sulak alanlar, pirinç tarlaları ve kaplıcalarda kendiliğinden gelişen bu mikroorganizmalar, özel enzimlerini kullanarak metanı önce metanole, ardından formaldehit ve formata dönüştürüyor.

Çalışmanın baş yazarı Jingrui Deng, bu sürecin endüstriyel potansiyelini şu sözlerle özetledi: "Çalışmamız, metanotrofların artık sadece çevre mikrobiyolojisinin bir merak konusu olmadığını, düşük karbonlu bir gelecek için stratejik bir biyolojik araç olduğunu gösteriyor. Bu toplulukları kontrol edebilirsek, aynı süreçte hem sera gazlarını azaltabilir hem de faydalı ürünler üretebiliriz."

MADENLERDE GÜVENLİK, TESİSLERDE VERİMLİLİK

Metanotrofların kullanım alanları sadece laboratuvarlarla sınırlı değil; büyük ölçekli mühendislik projelerinde de uygulanabiliyor:

• Madencilik: Metanotrof içeren ultra ince su sislerinin madenlere püskürtülmesiyle, havadaki metan konsantrasyonu düşürülerek patlama riski azaltılıyor.
• Atık Yönetimi: Çöp depolama alanları ve atık su tesislerinde kullanılan biyofiltreler, metan ve azot bileşiklerini aynı anda giderebiliyor.

MİNYATÜR FABRİKALAR GİBİ ÇALIŞIYOR

İncelemenin en dikkat çeken ekonomik boyutu ise bu bakterilerin ‘üretici’ kimliği. Metanotroflar, metanı işleyerek şu ticari ürünlere dönüştürebiliyor:

• Hayvan Yemi: Tek hücreli protein üretimiyle tarım sektörüne alternatif yem kaynağı sağlanıyor.
• Biyoplastikler: Polihidroksialkanoatlar (PHA) olarak bilinen ve doğada çözünebilen plastik hammaddesi elde ediliyor.
• Temiz Yakıt: Metanol üretimiyle enerji sektörüne katkı sunuluyor.

Pilot sistemlerde yapılan denemeler, bazı bakteri türlerinin hücre kütlelerinin yarısından fazlasını, plastik benzeri polimerler olarak depolayabildiğini gösterdi.

BİR GAZI DİĞERİYLE TAKAS ETMEMEK İÇİN DİKKAT

Araştırma ekibi, sürecin bazı riskler barındırdığı konusunda da uyarıyor. Metan giderimi sırasında, yanlış mikrobiyal ortakların seçilmesi durumunda, metandan daha tehlikeli bir sera gazı olan azot oksit emisyonu artabiliyor. Bu nedenle geleceğin sistemlerinin, ‘suş mühendisliği’ ve ‘akıllı biyoreaktör tasarımı’ ile titizlikle kurgulanması gerekiyor.

Çalışmanın kıdemli yazarı Qigui Niu, hedeflerini şöyle açıkladı: “Metanı bir yükümlülükten, sürdürülebilir biyo-üretimin temel taşına dönüştürebiliriz.”