Hoge energiekosten en de dalende voorraad fossiele brandstoffen zetten druk achter de zoektocht naar nieuwe, duurzame energiebronnen. Zeewier en algen lijken goede bronnen te zijn voor biobrandstof, maar tot nu toe bleek het winnen van energie uit deze organismen veel te duur en te moeilijk. In Science presenteert een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Adam Wargacki een onderzoek naar micro-organismen die zeewier goed kunnen verwerken tot biobrandstof.

Tot nu toe was de moeilijkheid met zeewier dat het koolhydraat genaamd alginaat nog niet goed af te breken was. De onderzoekers heben nu een aangepaste versie van de E. coli bacterie (voluit Escherichia coli) gemaakt die alginaat wel kan afbreken. De bacterie kan daarom rond de 80 procent van de maximaal haalbare energie uit zeewier halen.

De keuze voor de E. coli bacterie is niet verassend. Dit micro-organisme staat bekend om zijn vermogen de suikers mannitol en glucose af te breken. En laat mannitol nu net veel voorkomen in zeewier.

Betere bacterie

De wetenschappers pasten de E. coli verder aan om bepaalde enzymen uit te scheiden die het afbreekproces versnellen. Ze zorgden er ook voor dat de bacterie eiwitten produceert die de afgebroken suikers vasthouden en zorgen dat ze worden omgezet tot ethanol. Met de aangepaste bacterie gebeurt dit op relatief lage temperaturen, tussen de 25 en de 30 graden. De maximaal haalbare hoeveelheid werd al binnen 48 uur geproduceerd.

In vergelijking met andere biobrandstof-gewassen is de opbrengst van zeewier veel hoger. Uit zeewier kan per hectare tweemaal zoveel ethanol gehaald worden als uit suikerriet, en vijfmaal zoveel als uit maïs. Hiernaast heeft zeewier nog vele andere voordelen. Zo heeft het geen drinkwater of kunstmest nodig. In tegenstelling tot de gebruikelijke gewassen voor biobrandstof neemt het ook geen bruikbare ruimte in.

Op het moment wordt veel maïs, suikerriet en koolzaad gebruikt voor de productie van biobrandstoffen. Door de ruimte die deze gewassen innemen, zou het ‘bikken versus brandstof’ debat wel eens in het nadeel van deze gewassen beslecht kunnen worden. Zeewier heeft dit probleem natuurlijk niet.

De wetenschappers verwachten dat het proces met de E. coli bacterie op grote schaal te gebruiken is, maar hier moeten nog proeven voor worden gedaan. Als de bacterie daarbij even succesvol is als in het klein, kan zeewier helpen om de groeiende vraag naar duurzame energie te beantwoorden.

Bron:
Adam Wargacki e.a., An Engineered Microbial Platform for Direct Biofuel Production from Brown Macroalgae. In: Science.