Dans un électrobioreacteur, des chercheurs ont produit l’acide itaconique, un matériau clé pour la fabrication de plastiques biodégradables, de textiles et de colles à partir de CO2 et à l’aide d’une levure génétiquement modifiée. L’équipe du Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) a collaboré pour cela avec l’Université BOKU de Vienne. L’étude qui en résulte est publiée en octobre 2026 dans le journal Angewandte Chemie.
Pour ce procédé novateur, le CO2 est d’abord converti, à l’aide d’électricité, en formiate (le sel de l’acide formique). La levure adaptée s’assure ensuite que l’acide itaconique se forme par fermentation. Avec de la levure domestique ordinaire, cela n’est pas possible.
Itaconique comme alternative économisant du CO2 face aux matières premières fossiles
Bisher wurde für die Produktion von Itaconsäure Zucker oder Methanol verwendet, um den Fermentationsprozess auszulösen. « Wir haben nun ein Verfahren entwickelt, bei dem statt Zucker CO2 als Ausgangsstoff dienen kann, und wir so Emissionen sinnvoll nutzen können», sagt Prof. Falk Harnisch, Elektrobiotechnologe am UFZ und Letztautor der Studie, in der Pressemitteilung des UFZ.
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Jusqu’à présent, seulement de faibles quantités
Pour l’instant, le rendement est encore faible. Dans le meilleur essai effectué, la concentration d’acide itaconique est restée en moyenne à 110,1 milligrammes par litre. Les chercheurs ont utilisé pour cela un réacteur d’un litre de volume. Cela démontre bien que la méthode est théoriquement possible, mais pas nécessairement praticable à l’échelle industrielle.
Le plus grand défi selon Izadi : Les deux étapes – à savoir la transformation électrochimique du CO2 et la croissance microbienne – nécessitent des conditions différentes, notamment en matière de température et de pH. Le réacteur doit cependant fonctionner pour les deux. « Nous devons donc trouver un compromis qui rende les deux procédés efficaces », explique Izadi. La productivité et la stabilité des micro-organismes ainsi que la réduction des réactions secondaires électrochimiques doivent encore s’améliorer.
Le bénéfice climatique est incertain, mais le potentiel à long terme est prometteur
Izadi souligne qu’il manque encore une évaluation complète du cycle de vie de la procédure. Dans quelle mesure la méthode peut réellement aider le climat n’est donc pas encore chiffré. Pour cela, il faudrait évaluer la consommation d’énergie, l’approvisionnement en CO2 et le traitement du produit. Pour une éventuelle application industrielle, Izadi prévoit un « processus de développement sur plusieurs années ».
Un avantage climatique serait possible selon l’auteure de l’étude principalement lorsque de l’électricité renouvelable est utilisée, que le CO2 provient d’une source adaptée et que l’acide itaconique remplace effectivement des matières premières fossiles.
La chercheuse trouve particulièrement intéressante la possibilité d’utiliser l’électricité renouvelable et le CO2 comme matières premières pour la fabrication de produits chimiques précieux. Selon elle, de telles approches pourraient à l’avenir contribuer à remplacer les ressources fossiles dans l’industrie chimique. Cependant, il sera déterminant non seulement de mettre ces procédés à l’échelle technique, mais aussi de les rendre compétitifs en termes de consommation d’énergie, de rentabilité et de bilan climatique.
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Verwendete Quellen:UFZ, Angewandte Chemie, Dr. Paniz Izadi
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