A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium kutatói elsőként hoztak létre olyan reaktort, amelyben szobahőmérsékleten és normál légköri nyomáson lehetséges metánból folyamatosan metanolt előállítani. Az új módszer a biológia és a 3D nyomtatás vívmányait egyesíti. A kutatók ugyanis metánevő baktériumoktól kölcsönözték a metán átalakítását végző enzimet, majd ezeket polimerrel keverve alakították ki a speciális szerkezetű reaktorokat.
Az enzimek 100 százalékosan megőrzik aktivitásukat a polimer vázban, mondja Sarah Baker, a projekt vezetője. A nyomtatással létrehozott struktúra egyéb előnyei mellett nagyon hajlékony is, így számos területen használható lehet a jövőben, teszi hozzá a szakértő. A legújabb kőolaj- és földgázkitermelő módszerek eredményeként óriási mennyiségű földgáz – döntően metán – vált hozzáférhetővé, amelynek jelentős részével egyszerűen nem tudnak mit kezdeni ezen erőforrások feltárói. A metán nagy részét ezért egyszerűen kiengedik vagy elégeti, hiszen tárolása és szállítása jóval bonyolultabb, mint a folyékony üzemanyagok elraktározása.
Ez persze több szempontból is káros gyakorlat, hiszen az üvegházhatású gáz egyrészt tovább súlyosbítja a globális éghajlatváltozást, másrészt egy értékes erőforrás megy veszendőbe azért, mert túl drága lenne kiaknázni. A metán hasznosítható anyagokká való átalakítására jelenleg alkalmazott ipari módszerek ráadásul azon túl hogy drágák, nem is túlságosan hatékonyak.
A természetben azonban létezik egy katalizátor, amely nagyon hatékonyan gyárt a metánból metanolt, ráadásul hétköznapi körülmények közt teszi mindezt. A metánevő baktériumok metán-monooxigenáz nevű enzimjéről van szó. Annak érdekében, hogy a mikroorganizmusokat a folyamat kiaknázása során ne kelljen életben tartani, Baker és kollégái izolálták az enzimet a baktériumokból. Az enzim pedig a kísérletek tanúsága szerint önmagában is nagyon jó hatásfokkal alakítja át a metánt.
Az ipari bioreaktorok mostanáig zavaros tartályok voltak, amelyek meglehetősen alacsony hatékonysággal csináltak a gázból folyadékot, mondja Joshuah Stolaroff, a csapat környezetmérnök tagja. A polimerrel kevert enzimekből viszont változatos szerkezetű reaktorok nyomtathatók, amelyek kiváló hatásfokkal és alacsony energiabefektetéssel dolgoznak, folyamatosan gyártva a metanolt a rajtuk keresztüláramoltatott metánból. A rendszer magas hatásfoka elsősorban annak köszönhető, hogy az enzimek ilyen módon sokkal nagyobb koncentrációban használhatók, mint a hagyományos megoldások során, amikor a baktériumokat vagy az enzimeket folyékony oldatban tárolják, mondják a fejlesztők.
