Using artificial photosynthesis to create biodegradable plastics

fumaric acid은 다용도 디카르복실산으로 poly(butylene succinate) 및 poly(propylene fumarate)과 같은 생분해성 플라스틱의 전구체로 자주 사용되며 의약품 및 포장재에 잠재적으로 응용될 수 있는 물질이다. 그러나 오늘날 생산되는 fumaric acid은 화석 연료에서 추출되는 벤젠과 같은 재생 불가능한 원료에서 생산된다.

Osaka Metropolitan University의 연구진은 생분해성 플라스틱의 핵심 성분인 fumaric acid의 지속 가능한 생산에 상당한 진전을 이루었다. 연구진은 재생 가능한 자원, 이산화탄소, 피부르산과 같은 바이오매스 유래 물질로 간단한 생촉매 fumaric acid을 생산할 수 있는 새로운 환경 친화적 시스템을 개발했다.

이전에 Osaka Metropolitan University 인공 광합성 연구 센터의 Yutaka Amao 교수가 이끄는 연구진은 태양 에너지를 사용하여 중탄산염과 바이오매스에서 추출한 화합물인 피부르산으로부터 fumaric acid을 합성할 수 있다는 것을 보여주었다. 또한 가스상에서 직접 채취한 이산화탄소를 원료로 fumaric acid을 생산하는 데 성공했다. 그러나 fumaric acid의 수율은 여전히 낮았다.

최근 연구에서는 연구진은 새로운 감광제와 첨단 인공 광합성 기술을 설계하여 기존 방법에 비해 fumaric acid 수율을 두 배로 높였으며 이는 잠재적으로 생분해성 플라스틱 생산에 큰 영향을 미칠 수 있으며 플라스틱 오염과 기후 변화 문제를 해결하는 데 도움일 될 수 있다.

Yutaka Amao 교수는 "복잡한 바이오/광촉매 시스템에서 매우 중요한 발전입니다. 이는 재생 에너지원에서 더 높은 수율로 fumaric acid을 합성하여 보다 지속 가능한 미래로 나아가기 위한 우리의 노력에 있어 중요한 진전입니다"라고 전했다.

An effective visible-light driven fumarate production from gaseous CO2 and pyruvate by the cationic zinc porphyrin-based photocatalytic system with dual biocatalysts, Mika Takeuchi, Yutaka Amao, Dalton Trans, (2024), 53(2), 418-422

"Using artificial photosynthesis to create biodegradable plastics", Tech Explorist, 2024년02월20일 수정, 02월20일 접속, https://www.techexplorist.com/artificial-photosynthesis-create-biodegradable-plastics/81314/