Mempertimbangkan biaya membangun infrastruktur baru dan beradaptasi dengan sumber daya yang tidak dikenal, kita tidak akan berhenti menggunakan bahan bakar fosil dalam waktu dekat. Apa solusi terbaik selanjutnya? Jadikan bahan bakar yang ada lebih hijau dan terbarukan.
Itulah ide di balik karya baru dari para ilmuwan di Imperial College London dan Universitas Turku di Finlandia, yang bertujuan untuk akhirnya membujuk bakteri fotosintesis untuk mengubah sinar matahari menjadi gas propana. Teknologi ini masih memiliki jalan panjang sebelum layak secara komersial. Tetapi sebagai langkah pertama, tim telah berhasil menipu E. coli, bakteri yang ditemukan dalam sistem pencernaan kita, untuk menciptakan sejumlah kecil propana yang siap untuk mesin.
Secara tradisional, propana dibuat sebagai produk sampingan dari pemrosesan gas alam dan minyak bumi. Itu dihapus dari gas alam untuk membuat transportasi sepanjang pipa bertekanan lebih aman, dan kilang minyak memproduksinya ketika mereka memecah minyak bumi menjadi bensin atau minyak pemanas.
Dalam proses tiga langkah, para ilmuwan menggunakan enzim untuk pertama-tama membebaskan asam lemak dalam E. coli yang biasanya digunakan dalam pembuatan membran sel. Salah satunya, asam butirat, kemudian dikonversi dengan enzim lain menjadi butyraldehyde — turunan dari butana. Akhirnya, tim mengubah butyraldehyde menjadi propana. Merangsang enzim pengonversi dengan elektron meningkatkan proses, tim menemukan.
Baru-baru ini dijelaskan dalam jurnal Nature Communications, proyek ini masih dalam tahap awal. Tetapi Patrik R. Jones, salah satu penulis makalah, mengatakan metode ini lebih sederhana daripada upaya serupa dalam menciptakan bahan bakar dengan organisme hidup. Ragi atau bakteri berperan dalam menghasilkan etanol dari gula atau jagung, dan bakteri fotosintetik yang direkayasa juga menghasilkan diesel dari tanaman. Etanol sekarang umumnya ditambahkan ke bensin di Amerika Serikat, sebagian besar berkat subsidi dan insentif pemerintah. Tetapi biodiesel yang berasal dari bakteri belum terlihat digunakan secara luas, sebagian besar disebabkan oleh masalah berkelanjutan dengan biaya dan efisiensi.
"Dalam kasus biodiesel [fotosintesis], ada banyak langkah dalam proses, dan masing-masing langkah ini memiliki penalti dalam hal efisiensi, " kata Jones. "Jika kita dapat mengurangi jumlah langkah, setidaknya secara teoritis, kita kemudian dapat memiliki proses yang lebih efisien."
Fokus pada propana sebagai lawan dari bahan bakar lain juga menyederhanakan proses, karena propana terpisah dari sel-sel organisme dengan mudah karena struktur kimianya yang kompak. Etanol, yang dapat dibuat dari jagung, gula dan tanaman lainnya, perlu dipisahkan secara fisik dari air dalam proses yang intensif energi. Metode saat ini untuk memanen bahan bakar diesel dari ganggang melibatkan memecah sel mereka dan, dengan demikian, membunuh organisme yang membuat bahan bakar. Dengan propana, bahan bakar dapat dipisahkan tanpa menghancurkan E. coli .
Propana mudah dikumpulkan sebagai gas, namun lebih mudah disimpan dengan aman daripada hidrogen, yang sangat berbahaya sebagai gas, terutama jika dicampur dengan udara. Itu juga dipilih, kata Jones, karena mudah dicairkan untuk transportasi, dan itu kompatibel dengan infrastruktur yang ada. Propane sebagian besar dikaitkan dengan pemanggang luar ruangan di Amerika Serikat, tetapi juga digunakan untuk menyalakan forklift dan motor kapal. Mobil bahkan dapat dikonversi untuk berjalan dengan propana; prosesnya cukup umum di Inggris, di mana harga gas jauh lebih tinggi daripada di Amerika Serikat.
Tim menggunakan E. coli pada tahap ini karena mudah digunakan, kata Jones. Tetapi pada akhirnya, para peneliti berharap untuk mentransplantasikan proses dari E. coli ke dalam bakteri fotosintetik sehingga sinar matahari memberikan energi untuk memberi daya pada sel, daripada diet nutrisi yang dibutuhkan E. coli . Ini lagi akan mengurangi jumlah langkah dalam proses, tetapi ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum para ilmuwan mencapai titik itu.
"Hanya sistem yang secara teori sempurna atau hampir secara teoritis sempurna akan pernah memiliki peluang untuk dikomersialkan, " kata Jones. “Itulah mengapa penting untuk mencoba dan mencapai [proses] yang bekerja sebaik mungkin.” Saat ini, Jones memperkirakan mereka harus memproduksi bahan bakar 1.000 hingga 5.000 kali lebih banyak dari proses mereka sebelum industri menunjukkan minat. Dan sejak saat itu, lebih banyak rekayasa dan penyempurnaan harus dilakukan sebelum dapat secara komersial layak sebagai alternatif bahan bakar fosil yang ada.
"Beberapa masalah terletak pada enzim yang kita gunakan, " kata Jones. "Jadi perlu ada beberapa pencarian enzim alternatif, atau peningkatan enzim yang kita miliki, dan ini akan menjadi proyek besar sendiri."
Sudah jelas bahwa kita tidak akan mengendarai mobil atau memanggang burger menggunakan propana yang diproduksi oleh bakteri dan matahari dalam waktu dekat. Tetapi dalam sebuah artikel Imperial College London, Jones mengatakan bahwa ia berharap proses itu akan menjadi layak secara komersial dalam 5 hingga 10 tahun ke depan.
Bahkan jika perkiraan itu murah hati, produksi propana bertenaga surya mungkin siap pada waktunya untuk membantu mempercepat peralihan dari bahan bakar kotor ke alternatif yang lebih ramah lingkungan.
