4/2013

Jätettä ahmivat bakteerit tuottavat vetyä

Matti Karp

Professori Matti Karpin johdolla on kemian ja
biotekniikan laitoksella valmistunut tai
valmistumassa  viisi biologiseen vedyntuotantoon
liittyvää väitöskirjaa.

Bakteerien aineenvaihdunnan tuloksena syntyy muun muassa vetyä. TTY:n bioenergiaryhmä tutkii professori Matti Karpin johdolla, voisivatko bakteerit tuottaa vetyä muun muassa puunjalostusteollisuuden jätteistä.

– Periaatteessa kyse on samanlaisesta prosessista kuin oluen valmistuksessa, jossa mikrobit tekevät sokerista alkoholia, kuvaa professori Matti Karp biologista vedyn tuotantoa.

Bioenergiaryhmän tutkijat kasvattavat erilaisia bakteereja erilaisissa oloissa ja etsivät geenitekniikan avulla keinoja tehostaa niiden kykyä tuottaa vetyä.

Bakteerien ravintona käytetään muun muassa paperi- ja selluteollisuuden jätevesiä ja biodieselin tuotannosta syntyvää glyserolia. Tutkittavina ovat muun muassa kuumista lähteistä eristetyt termofiiliset ja suolajärvistä eristetyt halofiiliset bakteerit. Laitoksen kasvatusastioissa elää muun muassa bakteerikanta, joka kasvaa optimaalisesti 67 asteen lämpötilassa ja toinen, joka viihtyy 15 prosentin suolaliuoksessa. Sekä korkea lämpötila että voimakas suolapitoisuus estävät muiden, vedyn tuotannon kannalta haitallisten mikrobien kasvun.

Tutkimuksessa useita tieteenaloja

Bakteerikantoja ja tuotantoprosesseja tutkitaan poikkitieteellisesti muokkaamalla niitä molekyylibiologian, systeemibiologian ja bioprosessitekniikan keinoin.

Karpin ryhmä työskentelee läheisessä yhteistyössä TTY:n signaalinkäsittelyn laitoksen kanssa. Signaalinkäsittelyn laitoksen "Dry lab" mallintaa esimerkiksi bakteerin geenien toimintaa. Kemian ja biotekniikan laitoksen "Wet lab" jatkaa tulosten pohjalta bakteerien kasvatusta ja niiden geenien muuntelua haluttuun suuntaan.

Kansainvälistä yhteistyötä ryhmä tekee intialaisen Delhin yliopiston kanssa. Siellä on asiantuntemusta biologisista menetelmistä, joilla lignoselluloosasta saadaan homeiden tuottamien entsyymien avulla poistettua myrkyllisiä yhdisteitä. Ne on poistettava ennen kuin puunjalostusteollisuuden jäte käy bakteerien ravinnoksi.

Tehokkaita vedyntuottajia

Tulokset TTY:n bakteeritutkimuksista ovat lupaavia. Esimerkiksi korkeassa suolapitoisuudessa elävä bakteeri muuntaa sille syötetyn sokerin vetyionit melkein sataprosenttisesti vetykaasuksi. Ongelmana on bakteeripopulaation hidas kasvu. Kuumassa elävät bakteerit sen sijaan jakaantuvat kerran kymmenessä minuutissa.

– Ne humahtavat maksimaaliseen kasvunopeuteen seitsemässä tunnissa, samanaikaisesti ne konvertoivat 97 prosenttisesti ravintonsa vetyioneja sisältävät yhdisteet vetykaasuksi, Matti Karp kertoo.

 

Teksti: Martti Tammisto
Kuva: Virpi Andersin

Kerro kaverille
Puhtaampaa ilmaa ja energiaa kaupunkeihin
Puhtaampaa ilmaa ja energiaa kaupunkeihin
4/2013
Puhtaampaa ilmaa ja energiaa kaupunkeihin
Myrskyn noustessa punnitaan toimintavarmuus
Myrskyn noustessa punnitaan toimintavarmuus
4/2013
Myrskyn noustessa punnitaan toimintavarmuus
Suomalainen sellu taipuu design-tuotteeksi
Suomalainen sellu taipuu design-tuotteeksi
4/2013
Suomalainen sellu taipuu design-tuotteeksi
Vedystä kasvihuoneilmiön kukistaja?
Vedystä kasvihuoneilmiön kukistaja?
4/2013
Vedystä kasvihuoneilmiön kukistaja?
Aika hullaantua teknologiasta
Aika hullaantua teknologiasta
4/2013
Aika hullaantua teknologiasta
Miksi pakokaasu näkyy pakkasella?
Miksi pakokaasu näkyy pakkasella?
4/2013
Miksi pakokaasu näkyy pakkasella?
Kosteusongelmat ja energiankulutus ovat rakennusfysiikan haasteita
Kosteusongelmat ja energiankulutus ovat rakennusfysiikan haasteita
4/2013
Kosteusongelmat ja energiankulutus ovat rakennusfysiikan haasteita
Energiatehokkaiden järjestelmien tutkimus vaatii yhteistyötä
Energiatehokkaiden järjestelmien tutkimus vaatii yhteistyötä
4/2013
Energiatehokkaiden järjestelmien tutkimus vaatii yhteistyötä
Hamletin yönäytöksestä Tampere-talon isoon saliin
Hamletin yönäytöksestä Tampere-talon isoon saliin
4/2013
Hamletin yönäytöksestä Tampere-talon isoon saliin
Alumniyhdistys juhlisti puolipyöreitä vuosiaan
Alumniyhdistys juhlisti puolipyöreitä vuosiaan
4/2013
Alumniyhdistys juhlisti puolipyöreitä vuosiaan
LUMA-toiminta täytti 10 vuotta
LUMA-toiminta täytti 10 vuotta
4/2013
LUMA-toiminta täytti 10 vuotta
Joulutoivotus
Joulutoivotus
4/2013
Joulutoivotus

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi