Agham

Paano na-decode ang mga bakteryang kumakain ng methane sa berdeng gasolina

Ang paghahanap ay maaaring humantong sa mga bagong dinisenyo, gawa ng tao na mga catalyst na maaaring mag-convert ng methane sa madaling magamit na methanol.

Chemistry, Physical sciences, Natural sciences, Anaerobic digestion, Metabolism, Fuels, Methane, Bacteria, Enzyme, Atmospheric methane, Methanogen, monocopper site, metal ions, Northwestern University, potent greenhouse gas, United States, harmful greenhouseAng mga kasalukuyang prosesong pang-industriya upang ma-catalyze ang isang methane-to-methanol na reaksyon ay nangangailangan ng napakalaking presyon at matinding temperatura, na umaabot sa mas mataas sa 1,300 degrees Celsius.

Natukoy ng mga siyentipiko ang isang enzyme na tumutulong sa ilang bakterya na alisin ang methane mula sa kapaligiran at i-convert ito sa isang magagamit na gasolina - na nagbibigay ng daan para sa paglikha ng isang nobela, napapanatiling mapagkukunan ng enerhiya. Kilala sa kanilang kakayahan sa methanotrophic bacteria na matagal nang nabighani sa mga mananaliksik. Natuklasan ng isang team mula sa Northwestern University sa US na ang enzyme na responsable para sa conversion ng methane-methanol ay nagdudulot ng reaksyong ito sa isang site na naglalaman lamang ng isang copper ion.



Ang paghahanap ay maaaring humantong sa mga bagong idinisenyo, gawa ng tao na mga catalyst na maaaring mag-convert ng methane - isang napakalakas na greenhouse gas - sa madaling magamit na methanol na may parehong walang hirap na mekanismo.

Ang pagkakakilanlan at istraktura ng mga metal ions na responsable para sa catalysis ay nanatiling mailap sa mga dekada, sabi ni Amy C Rosenzweig, mula sa Northwestern University. Ang aming pag-aaral ay nagbibigay ng isang malaking hakbang pasulong sa pag-unawa kung paano ang bacteria methane-to-methanol conversion, sinabi ni Rosenzweig sa isang pahayag.



Sa pamamagitan ng pagtukoy sa uri ng copper center na kasangkot, inilatag namin ang pundasyon para sa pagtukoy kung paano isinasagawa ng kalikasan ang isa sa mga pinaka-mapanghamong reaksyon nito, sabi ni Brian M Hoffman, mula sa Northwestern.

Ang pag-aaral, na inilathala sa journal Science, ay nagpakita na sa pamamagitan ng pag-oxidize ng methane at pag-convert nito sa methanol, ang methanotrophic bacteria (o methanotrophs) ay maaaring mag-pack ng one-two punch. Hindi lamang sila nag-aalis ng nakakapinsalang greenhouse gas mula sa kapaligiran, nakakagawa din sila ng madaling magamit, napapanatiling gasolina para sa mga sasakyan, kuryente at higit pa.

Ang mga kasalukuyang prosesong pang-industriya upang ma-catalyze ang isang methane-to-methanol na reaksyon ay nangangailangan ng napakalaking presyon at matinding temperatura, na umaabot sa mas mataas sa 1,300 degrees Celsius. Ang mga methanotroph, gayunpaman, ay nagsasagawa ng reaksyon sa temperatura ng silid at nang libre.

Bagama't kilala ang mga site ng tanso na nagpapagana ng conversion ng methane-to-methanol sa mga materyales na gawa ng tao, ang methane-to-methanol catalysis sa isang monocopper site sa ilalim ng ambient na mga kondisyon ay hindi pa nagagawa, sabi ni Matthew O Ross, isang nagtapos na estudyante sa Northwestern. Kung makakabuo tayo ng kumpletong pag-unawa sa kung paano nila ginagawa ang conversion na ito sa ganoong banayad na mga kondisyon, maaari nating i-optimize ang sarili nating mga catalyst, sabi ni Ross.