Methaangas is verantwoordelijk voor 25 procent van de opwarming van de aarde. Samen met CO2 is het een van de meest destructieve broeikasgassen.
Wetenschappers vragen zich al lang af hoe ze methaan uit de lucht kunnen halen, maar zelfs als dat lukt, weten ze nog niet wat ze ermee aan moeten.
De oplossing schuilt wellicht in onze directe omgeving, zo blijkt uit onderzoek van de Amerikaanse Northwestern University. De onderzoekers wisten een enzym te isoleren dat methaan omzet in de brandstof methanol.
Vetmoleculen blijken de sleutel te zijn
Het is al lang bekend dat er bacteriën zijn die zich voeden met methaan en dat omzetten in methanol. Jaarlijks zuigen deze methanotrofe bacteriën ruim 30 miljoen ton methaangas op.
Wetenschappers hebben eerder vergeefs geprobeerd te begrijpen hoe een enzym in deze bacteriën het chemische proces tot stand brengt dat methaan in vloeibare brandstof omzet, want het enzym laat zich lastig bestuderen omdat het vastzit in het celmembraan.
Maar nu heeft het team van Northwestern een doorbraak bereikt. De onderzoekers ontdekten hoe ze het enzym in de bacteriën kunnen bestuderen en gebruiken in de strijd tegen de opwarming van de aarde.
De wetenschappers losten enkele vetmoleculen in het membraan op en trokken het enzym er zo uit.
Om het enzym niet te vernietigen werd het meteen in een kunstmatig celmembraan geplaatst dat het oorspronkelijke membraan nabootst, en dat stelde de onderzoekers in staat de chemische reactie te bestuderen die optreedt als de bacteriën methaan omzetten in methanol.
Enorm potentieel voor het klimaat
Door het enzym verder in te vriezen met een zogeheten cryo-elektronenmicroscoop kunnen de onderzoekers het beheersen terwijl het bestudeerd wordt – en als het enzym eenmaal gecontroleerd kan worden, kunnen ingenieurs de bacterie toepassen in moderne biochemische technologie, zo concludeert het team.
Industriële bedrijven kunnen op dit moment een chemische reactie opwekken die methaan in brandstof omzet, maar dit vereist een enorme druk en een temperatuur van meer dan 1300 °C , wat een kostbaar proces is dat veel grondstoffen kost.
De methanotrofe bacteriën zetten methaan al bij kamertemperatuur om in brandstof, waardoor de productie een stuk goedkoper is.
De bacteriën kunnen concreet ingezet worden om bijvoorbeeld methaan te winnen tijdens fracking en andere activiteiten waarbij het broeikasgas uitgestoten wordt, of gebruikt worden om olievlekken op zee op te ruimen.
Het methanol dat uit het methaan wordt gewonnen, kan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken of dienen als brandstof voor brandstofcellen in CO2-neutrale auto’s.