Mei Plasticvrij

Deze maand zetten we ons in voor mei plasticvrij. Door een maand minder wegwerpplastic te gebruiken, wordt er meer bewustwording gecreëerd omtrent het plasticprobleem. Dat probleem begint al bij de productie. Er worden fossiele brandstoffen gebruikt in een vervuilend proces, hetgeen gepaard gaat met de uitstoot van een aanzienlijke hoeveelheid broeikasgassen. En het eindigt al te vaak met plastics die in het milieu terechtkomen en zo onze wateren vervuilen met microplastics. Anderzijds zijn plastics door hun veelzijdige eigenschappen amper nog weg te denken uit ons dagelijks leven. Zo zijn ze bijvoorbeeld de ideale verpakking voor bepaalde voedingswaren, want ze zorgen voor een betere bescherming en langere houdbaarheid.

Daarom wordt er volop gezocht naar meer duurzame plastics. Ons onderzoek focust op polyhydroxyalkanoaten (PHA). PHA zijn bioplastics in alle betekenissen van het woord: geproduceerd uit biomassa, op een biologische manier en volledig biologisch afbreekbaar. Ze worden namelijk gemaakt door natuurlijk voorkomende bacteriën. Deze micro-organismen kunnen het polymeer intracellulair opstapelen tot wel 80% van hun eigen gewicht. Door ze te cultiveren in een bioreactor en te voeden met biomassa, zoals plantaardige suikers of oliën, kunnen we dus op een efficiënte en duurzame manier grote hoeveelheden PHA produceren. Waarom zien we deze natuurlijk bioplastics dan niet overal in de supermarkt? Helaas is de huidige productie nog te duur en dus niet competitief met traditionele fossiel-gebaseerde plastics. Dit is voor een groot deel te wijten aan de kost voor de biomassa. Bovendien is ook de teelt van die biomassa controversieel, aangezien ze concurreert met de teelt van voedingsgewassen.

Wat als we dus een andere voedingsbron zouden kunnen gebruiken? Stel, we starten vanuit een koolstofbron die we liever kwijt dan rijk zijn: koolstofdioxide (CO2). Inderdaad, in ons onderzoek richten we ons op de productie van bioplastics uit CO2. Naast PHA-producerende bacteriën, zijn er in de natuur namelijk ook CO2-consumerende bacteriën aanwezig. Die laatste gebruiken dus CO2 als koolstofbron en kunnen waterstof (H2) als energiebron aanwenden. Ze produceren hieruit azijnzuur, een molecule die vervolgens door de PHB-producerende bacteriën als substraat kan worden gebruikt. Op die manier kunnen we dus via een ingenieus twee-staps fermentatief proces bioplastics produceren en bovendien ook CO2 fixeren. Het is vanzelfsprekend dat ook dat laatste ons milieu ten goede komt. Zo zou dit proces toegepast kunnen worden om de CO2 uitstoot van een fabriek op te vangen. De emissies komen dan niet meer in de atmosfeer terecht en worden bovendien omgezet tot waardevolle bioplastics, dubbele winst dus.

Met de expertise van zowel Inbio.be (UGent) als Bio Base Europe Pilot Plant, en de financiële steun van FWO, kan ik in mijn doctoraatsonderzoek dit concept verder uitwerken. Het omvat de ontwikkeling van een innovatief twee-staps fermentatie platform waarbij we het potentieel van verschillende microbiële stammen bestuderen en op zoek gaan naar de optimale condities voor beide processen en hun koppeling. Finaal streven we er dus naar om via deze CO2-gebaseerde bioplastics opnieuw een stap dichter te zetten naar een duurzame bio-economie.

Meer info: elodie.vlaeminck@ugent.be