Memandangkan kos membina infrastruktur baru dan menyesuaikan diri dengan sumber kuasa yang tidak dikenali, kami tidak mungkin berhenti menggunakan bahan api fosil dalam masa terdekat. Apakah penyelesaian terbaik yang akan datang? Buat bahan api sedia ada yang lebih hijau dan boleh diperbaharui.
Itulah idea di sebalik kerja baru dari ahli sains di Imperial College London dan University of Turku di Finland, yang bertujuan untuk akhirnya memujuk bakteris fotosintesis untuk menjadikan cahaya matahari menjadi gas propana. Teknologi ini jauh ke hadapan sebelum ia boleh digunakan secara komersil. Tetapi sebagai langkah pertama, pasukan telah berjaya menipu E. coli, bakteria yang terdapat dalam sistem pencernaan kami, untuk menghasilkan sedikit propana siap pakai mesin.
Secara tradisinya, propana dicipta sebagai produk sampingan daripada gas asli dan pemprosesan petroleum. Ia dikeluarkan dari gas asli untuk membuat pengangkutan sepanjang saluran paip bertekanan lebih selamat, dan penapisan minyak mengeluarkannya apabila mereka memecahkan petroleum menjadi petrol atau minyak pemanas.
Dalam proses tiga langkah, saintis menggunakan enzim untuk membebaskan asid lemak dalam E. coli yang biasanya digunakan dalam pembentukan membran sel. Salah satu daripada ini, asid butyric, kemudian ditukarkan dengan enzim lain ke dalam butyraldehid-terbitan butana. Akhirnya, pasukan mengubah butyraldehid menjadi propana. Merangsang enzim penukaran dengan elektron meningkatkan proses, pasukan ditemui.
Baru-baru ini diterangkan dalam jurnal Nature Communications, projek itu berada pada peringkat awal. Tetapi Patrik R. Jones, salah seorang pengarang karya tulis, mengatakan kaedahnya lebih mudah daripada percubaan yang sama untuk mencipta bahan bakar dengan organisma hidup. Ragi atau bakteria memainkan peranan dalam menghasilkan etanol daripada gula atau jagung, dan bakteris fotosintesis yang direka bentuk menghasilkan diesel dari tanaman juga. Ethanol kini lazimnya ditambah kepada petrol di Amerika Syarikat, terima kasih kebanyakannya kepada subsidi kerajaan dan insentif. Tetapi biodiesel yang berasal dari bakteria belum lagi digunakan secara meluas, disebabkan oleh isu-isu yang berterusan dengan kos dan kecekapan.
"Dalam kes biodiesel [fotosintetik], terdapat banyak langkah dalam proses itu, dan setiap langkah ini mempunyai penalti dari segi kecekapan, " kata Jones. "Sekiranya kita boleh mengurangkan bilangan langkah, sekurang-kurangnya secara teoritis, kita boleh mempunyai proses yang lebih cekap."
Tumpuan pada propana berbanding bahan api lain juga mempermudahkan prosesnya, kerana propana memisahkan dari sel-sel organisma dengan mudah kerana struktur kimia padatnya. Etanol, yang boleh dibuat dari jagung, gula dan tanaman lain, perlu dipisahkan secara fizikal dari air dalam proses yang intensif tenaga. Kaedah semasa untuk menuai bahan api diesel dari alga melibatkan pembukaan sel-sel mereka dan, dengan berbuat demikian, membunuh organisma-organisma yang membuat bahan bakar. Dengan propana, bahan api boleh dipisahkan tanpa memusnahkan E. coli .
Propane mudah dikumpulkan sebagai gas, tetapi lebih mudah disimpan dengan selamat daripada hidrogen, yang sangat berbahaya seperti gas, terutamanya apabila bercampur dengan udara. Ia juga dipilih, kata Jones, kerana ia mudah dicairkan untuk pengangkutan, dan ia sesuai dengan infrastruktur yang ada. Propana kebanyakannya dikaitkan dengan gril luar di Amerika Syarikat, tetapi ia juga digunakan untuk kuasa forklift dan motor bot. Kereta juga boleh diubah menjadi propana; proses ini agak biasa di United Kingdom, di mana harga gas jauh lebih tinggi daripada di Amerika Syarikat.
Pasukan menggunakan E. coli pada peringkat ini kerana ia mudah untuk digunakan, kata Jones. Tetapi akhirnya, para penyelidik berharap untuk memindahkan proses dari E. coli ke dalam bakteris fotosintesis sehingga cahaya matahari memberikan tenaga untuk menguatkan sel-sel, dan bukannya diet nutrien yang diperlukan oleh E. coli . Ini sekali lagi akan mengurangkan bilangan langkah dalam proses itu, tetapi banyak kerja yang perlu dilakukan sebelum para saintis sampai ke tahap itu.
"Hanya sistem yang sempurna atau hampir sempurna teori secara teorinya akan mempunyai peluang untuk dikomersialkan, " kata Jones. "Itulah sebabnya penting untuk mencuba dan mencapai [proses] yang berfungsi sebaik mungkin." Pada masa ini, Jones menganggarkan mereka akan menghasilkan 1, 000 hingga 5, 000 kali lebih banyak bahan api daripada proses mereka sebelum industri akan menunjukkan minat. Dan dari sudut itu, kejuruteraan dan penghalusan yang lebih banyak perlu dilakukan sebelum ia boleh digunakan secara komersial sebagai alternatif kepada bahan api fosil yang sedia ada.
"Sesetengah isu terletak pada enzim yang kami gunakan, " kata Jones. "Jadi, perlu ada pencarian untuk enzim alternatif, atau penambahbaikan enzim yang ada, dan ini akan menjadi projek besar sendiri."
Sudah jelas bahawa kita tidak akan memandu kereta atau memanggang burger menggunakan propana yang dihasilkan oleh bakteria dan matahari tidak lama lagi. Tetapi dalam artikel Imperial College London, Jones berkata bahawa dia berharap proses itu akan menjadi komersial secara komersial dalam 5 hingga 10 tahun akan datang.
Walaupun anggaran itu murah hati, pengeluaran propana berkuasa solar mungkin bersedia dalam masa untuk membantu mempercepatkan suis dari bahan api kotor kepada alternatif yang lebih mesra alam.
