Η μετατροπή σε βιοντίζελ των αερίων που προκύπτουν από την καύση άνθρακα, φυσικού αερίου ή βιομάζας, γίνεται με τη βοήθεια μικροοργανισμών (βακτηρίων και μυκήτων).
Καθώς τα ορυκτά καύσιμα εξαντλούνται και το διοξείδιο του άνθρακα επιβαρύνει την ατμόσφαιρα, αναζητούνται νέα και πιο «καθαρά» καύσιμα επειγόντως. Το επίτευγμα των ερευνητών μπορεί να βοηθήσει, ώστε να υπάρξει μια νέα ενεργειακή πηγή, που θα είναι επίσης φιλική προς το περιβάλλον, καθώς επιτρέπει την ανακακύκλωση του διοξειδίου, αντί αυτό να διαφεύγει στην ατμόσφαιρα.
Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι τροποποιημένα βακτήρια όπως το E.coli μπορούν να μετατρέψουν τα σάκχαρα από τους υδατάνθρακες σε ένα πρόδρομο του βιοντίζελ, όμως η διαδικασία αυτή είναι πολύ ακριβή για να εφαρμοστεί σε μαζική κλίμακα.
Ο Στεφανόπουλος και οι συνεργάτες του, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), ανέπτυξαν μια χαμηλού κόστους διαδικασία μετατροπής των καυσαερίων σε υγρά καύσιμα, η οποία χρησιμοποιεί το θερμόφιλο βακτήριο Moorella thermoacetica, καθώς και ένα τροποποιημένο μύκητα Yarrowia lipolytica.
Η νέα μέθοδος παραγωγής βιοκαυσίμων μπορεί να εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα χωρίς μεγάλο κόστος και χωρίς να χρειάζεται να δεσμεύονται για την πρώτη ύλη μεγάλες εκτάσεις «ενεργειακών» φυτών, πράγμα που λειτουργεί ανταγωνιστικά στη γεωργία και αυξάνει τις τιμές των τροφίμων.
Η διαδικασία γίνεται σε δύο στάδια. Αρχικά, μέσα σε ένα αναερόβιο βιοαντιδραστήρα, το βακτήριο μετατρέπει σε οξικό οξύ ένα μίγμα διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα ή υδρογόνου (που είναι πιο γνωστό ως 'αέριο σύνθεσης' ή syngas). Σε δεύτερη φάση, το οξικό οξύ διοχετεύεται σε έναν άλλο βιοαντιδραστήρα που περιέχει τον μύκητα, ο οποίος -μέσω βιοκατάλυσης- μετατρέπει το οξύ σε λιπίδια. Τελικά, τα τελευταία μετατρέπονται σε βιοντίζελ.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ίδια μέθοδος -που ήδη έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε πιλοτική μονάδα στην Κίνα- μπορεί να βρει πρακτικές εφαρμογές και σε άλλες περιπτώσεις δημιουργίας απαερίων καύσης.
Ο Γρηγόρης Στεφανόπουλος αποφοίτησε από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ και πήρε το διδακτορικό του στη Χημική Μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα των ΗΠΑ το 1978. Από το 1985 είναι καθηγητής στη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΜΙΤ.
Θεωρείται ένας από τους σημαντικότερους ειδικούς παγκοσμίως στη λεγόμενη «μεταβολική μηχανική», δηλαδή στην κατάλληλη τροποποίηση των μικροβίων, ώστε αυτά να μετατραπούν σε χημικά «εργοστάσια» για την παραγωγή καυσίμων και χημικών ουσιών. Φέτος εξελέγη πρόεδρος του Αμερικανικού Ινστιτούτου Χημικών Μηχανικών, ενώ είναι μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Μηχανικών των ΗΠΑ και της Ακαδημίας Αθηνών (αντεπιστέλλον)
Καθώς τα ορυκτά καύσιμα εξαντλούνται και το διοξείδιο του άνθρακα επιβαρύνει την ατμόσφαιρα, αναζητούνται νέα και πιο «καθαρά» καύσιμα επειγόντως. Το επίτευγμα των ερευνητών μπορεί να βοηθήσει, ώστε να υπάρξει μια νέα ενεργειακή πηγή, που θα είναι επίσης φιλική προς το περιβάλλον, καθώς επιτρέπει την ανακακύκλωση του διοξειδίου, αντί αυτό να διαφεύγει στην ατμόσφαιρα.
Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι τροποποιημένα βακτήρια όπως το E.coli μπορούν να μετατρέψουν τα σάκχαρα από τους υδατάνθρακες σε ένα πρόδρομο του βιοντίζελ, όμως η διαδικασία αυτή είναι πολύ ακριβή για να εφαρμοστεί σε μαζική κλίμακα.
Ο Στεφανόπουλος και οι συνεργάτες του, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), ανέπτυξαν μια χαμηλού κόστους διαδικασία μετατροπής των καυσαερίων σε υγρά καύσιμα, η οποία χρησιμοποιεί το θερμόφιλο βακτήριο Moorella thermoacetica, καθώς και ένα τροποποιημένο μύκητα Yarrowia lipolytica.
Η νέα μέθοδος παραγωγής βιοκαυσίμων μπορεί να εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα χωρίς μεγάλο κόστος και χωρίς να χρειάζεται να δεσμεύονται για την πρώτη ύλη μεγάλες εκτάσεις «ενεργειακών» φυτών, πράγμα που λειτουργεί ανταγωνιστικά στη γεωργία και αυξάνει τις τιμές των τροφίμων.
Η διαδικασία γίνεται σε δύο στάδια. Αρχικά, μέσα σε ένα αναερόβιο βιοαντιδραστήρα, το βακτήριο μετατρέπει σε οξικό οξύ ένα μίγμα διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα ή υδρογόνου (που είναι πιο γνωστό ως 'αέριο σύνθεσης' ή syngas). Σε δεύτερη φάση, το οξικό οξύ διοχετεύεται σε έναν άλλο βιοαντιδραστήρα που περιέχει τον μύκητα, ο οποίος -μέσω βιοκατάλυσης- μετατρέπει το οξύ σε λιπίδια. Τελικά, τα τελευταία μετατρέπονται σε βιοντίζελ.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ίδια μέθοδος -που ήδη έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε πιλοτική μονάδα στην Κίνα- μπορεί να βρει πρακτικές εφαρμογές και σε άλλες περιπτώσεις δημιουργίας απαερίων καύσης.
Ο Γρηγόρης Στεφανόπουλος αποφοίτησε από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ και πήρε το διδακτορικό του στη Χημική Μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα των ΗΠΑ το 1978. Από το 1985 είναι καθηγητής στη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΜΙΤ.
Θεωρείται ένας από τους σημαντικότερους ειδικούς παγκοσμίως στη λεγόμενη «μεταβολική μηχανική», δηλαδή στην κατάλληλη τροποποίηση των μικροβίων, ώστε αυτά να μετατραπούν σε χημικά «εργοστάσια» για την παραγωγή καυσίμων και χημικών ουσιών. Φέτος εξελέγη πρόεδρος του Αμερικανικού Ινστιτούτου Χημικών Μηχανικών, ενώ είναι μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Μηχανικών των ΗΠΑ και της Ακαδημίας Αθηνών (αντεπιστέλλον)
