El
diòxid de carboni (CO2) és el principal gas causant de l’escalfament
global. Una bona manera de reduir-ne les emissions és convertir-lo en altres
compostos valuosos que actualment s’obtenen a partir de derivats del petroli. Això
permet disminuir les emissions de gasos d’efecte hivernacle i la dependència
dels recursos fòssils.
Dos
dels processos principals de conversió biològica del CO2 són la fermentació
anaeròbica, en la qual es formen compostos orgànics en absència
d’oxigen; i l’electro-síntesi microbiana, una tecnologia emergent
que aprofita la capacitat que tenen alguns microorganismes per catalitzar les
reaccions d’oxidació i reducció. L’electro-síntesi microbiana no consumeix
reactius químics i té una baixa demanda d’energia que es pot obtenir a partir
de fonts renovables, essent així una tecnologia innovadora. Tot i així, els dos
processos presenten reptes importants com la selectivitat, és a dir, la síntesi
d’un determinat producte respecte a altres.
Fins
ara, els estudis d’electro-síntesi microbiana s’han centrat majoritàriament en
la conversió del CO2 en àcid acètic o metà, però la investigadora
del grup de recerca LEQUiA de la Universitat de Girona (UdG) Meritxell Romans,
a través de la seva tesi presentada el 22 de novembre, ha fet un pas endavant i
apunta a compostos més valuosos com l’etanol i els àcids butíric i caproic.
Romans
estudia per primer cop l’acoblament de l’electro-síntesi microbiana amb
processos de fermentació anaeròbica i la implementació d’un sistema basat en
membranes. Tot plegat, amb l’objectiu d’incrementar els ratis de producció,
reduir el consum d’energia i millorar la selectivitat d’aquests tres compostos
mitjançant l’optimització de les condicions operacionals.
Aquests
resultats tan notables contribueixen a escalar i comercialitzar les tecnologies
d’electro-síntesi microbiana i la seva integració amb processos de fermentació
per convertir el CO2 en compostos valuosos. L’impacte d’aquest
enfocament circular és alt, tant en relació a la descarbonització de la
indústria com a la reducció de la dependència dels recursos fòssils.
La
tesi ha estat dirigida pel Dr. Sebastià Puig i la Dra. Maria Dolors Balaguer
del grup de recerca Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental (LEQUIA) de la
UdG i pel Dr. Paolo Dessì (Universitat de Nàpols Federico II).
Publicacions
principals:
·
M. Romans-Casas et al, Selective butyric acid
production from CO2 and its upgrade to butanol in microbial
electrosynthesis cells, Environmental Science and Ecotechnology, 17, 2024,
100303,https://doi.org/10.1016/j.ese.2023.100303.
·
M. Romans-Casas et al, Boosting ethanol production
rates from carbon dioxide in MES cells under optimal solventogenic conditions,
Science of The Total Environment, 56, 1, 2023, 159124, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159124.
·
M. Romans-Casas et al, Bio-electro CO2 recycling
platform based on two separated steps, Journal of Environmental Chemical
Engineering, 9, 5, 2021, https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105909.
Directors: Maria Dolors Balaguer (primera a l’esquerra, LEQUIA-UdG), Paolo Dessì (segon a l’esquerra, Universitat de Nàpols Federico II) i Sebastià Puig (últim a la dreta, LEQUIA-UdG).
Membres del tribunal: Paniz Izadi (tercera per l’esquerra, Helmholtz Zentrum für Umweltforschung), Albert Guisasola (tercer per la dreta, Universitat Autònoma de Barcelona) i Eileen Hu (segona per la dreta, Universitat de Southampton)