Bakterier designet som koraller skal skabe CO2-neutral cementproduktion

Ved at efterligne korallers måde at indfange CO2 på i havet har forskere designet en bakterie, der kan hjælpe byggeindustrien med at mindske deres CO2 -udledning.

Selvom nye byggerier ofte giver anledning til fejring, er der ikke meget at fejre, når man ser på byggeindustriens klimaaftryk, der hører til blandt verdens højeste.

Alene i 2021 blev der fra industriens produktion af cement udledt 2,9 mia. ton CO2, hvilket svarer til mere end 7 pct. af den samlede globale CO2­udledning. Udledningen sker, når cementen varmes op, og de høje temperaturer forårsager en frigivelse af CO2.

Det problem arbejder postdoc Colleen Varaidzo Manyumwa og ph.d.­studerende Chenxi Zhang på at løse – i første omgang på mikroplan. Ved at flytte gener fra mikroorganismer over i en særlig hårdfør bakterie er det lykkedes dem at designe bakterien til at producere et enzym med en eftertragtet egenskab. Enzymet kan nemlig hurtigt og effektivt binde CO2 til kalksten, også kaldet kalciumkarbonat, der er én af hovedingredienserne i cement.

“Processen er kendt fra naturen, hvor havets koraller også indfanger CO2, men det kan tage flere hundrede år. Med vores enzym tager det kun få minutter,” siger Colleen Manyumwa.

Forskerne arbejder nu på at gøre produktionen af enzymet endnu mere effektiv, så deres løsning på sigt kan skaleres op og rykkes ud i industrien. Målet er, at en bioreaktor med de specialdesignede bakterier indeni, også kaldet en cellefabrik, skal stå ude på cementfabrikkerne og sikre, at den CO2, der udledes, ikke forsvinder ud i atmosfæren, men indfanges.

“Det vil fungere lidt ligesom en grøn cirkel: Fabrikken frigiver CO2 under opvarmning, vi indfanger den i bioreaktoren, der binder CO2’en til kalciumkarbonat, fabrikken varmer kalciumkarbonatet op igen for at lave ny cement, og når CO2’en endnu en gang frigives, indfanger vi den på ny,” forklarer Chenxi Zhang.

Koraller som inspirationskilde

Ambitionen om at finde en cirkulær løsning til at indfange CO2 fra en forurenende industri er langtfra enestående. Men selve teknologien, forskerne arbejder på, er unik og endnu ikke patenteret.

“Andre biologer forsøger typisk at designe bakterier, der efterligner planters fotosyntese, hvor planterne indfanger CO2’en fra luften og omdanner den til sukkerarter. Problemet er bare, at det er meget svært at gøre. Derfor valgte vi at sige: Glem alt om planter! Vi vil efterligne koraller,” fortæller professor Ivan Mijakovic, der leder gruppen og oprindeligt fik idéen til projektet.

Ligesom planter på land indfanger CO2 fra luften, indfanger havets koraller nemlig også CO2, når de bygger de kunstfærdige ’skeletter’, vi kender som koralrev. CO2’en bindes så at sige i det maritime byggeri, der, ligesom hovedkomponenten i cement, er lavet af kalciumkarbonat.

“Vi har genmanipuleret bakterierne til at opføre sig ligesom havets koraller. Vores bakterier vokser også under vand, og når løsningen skal skaleres op,

Fakta

• Hvert år udledes der på globalt plan 36 mia. ton CO2 i atmosfæren.

• I 2021 blev der fra byggeindustriens produktion af cement udledt 2,9 mia. ton CO2, hvilket svarer til mere end 7 pct. af den samlede globale udledning.

• Tal fra CICERO (Center for International Climate Research and the Global Carbon Project) viser, at den globale udledning af CO2 fra byggeindustriens cementproduktion over de sidste 20 år er fordoblet.