باستخدام نظام نموذج أولي تم إنشاؤه بواسطة فريق من المهندسين الكيميائيين في كوريا قد تقوم بكتيريا معروفة بتحويل ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى بلاستيك حيوي ثمين مما يحل مشكلتين عالميتين في وقت واحد وأعلن المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) أن فريق البحث المشترك للبروفيسور Hyunjoo Lee والأستاذ المتميز Sang Yup Lee من قسم الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية قد نجحوا في إنشاء نظام يربط بين التحويل الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون والتحويل الحيوي الميكروبي.
من أجل إنتاج البلاستيك الحيوي من ثاني أكسيد الكربون بكفاءة عالية وفقًا للبيان الصادر عن KAIST وأظهرت نتائج الدراسة المخرجات في العالم بمعامل يزيد عن 20 عند مقارنتها بالأنظمة الأخرى كما اقترح الباحثون ويجري تطوير محفزات وأنظمة إلكترود عالية الكفاءة من أجل التحويل الفعال لثاني أكسيد الكربون ويتم أحيانًا إنشاء المركبات التي تحتوي على ذرة كربون واحدة أو حتى ثلاث ذرات كربون كمنتجات تحويل.
ويتم إنشاء مركبات أحادية الكربون مثل ثاني أكسيد الكربون وحمض الفورميك والإيثيلين بمستوى عالٍ نسبيًا من الكفاءة ويمكن لهذه الأنظمة أيضًا إنشاء جزيئات سائلة ذات ذرات كربون متعددة مثل الإيثانول وحمض الأسيتيك والبروبانول وعلى الرغم من وجود قيود على كفاءة التحويل واختيار المنتج نظرًا لطبيعة التفاعل الكيميائي الذي يحتاج إلى المزيد من الإلكترونات.
وابتكر الفريق طريقة من جزأين تستخدم الأنواع البكتيرية Cupriavidus necator لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى نوع نموذجي من البلاستيك الحيوي وإن قدرة C. necator على تكوين مركبات الكربون من مصادر الكربون الأخرى مثل poly-3-hydroxybutyrate ، أو PHB وهو شكل من أشكال البوليستر القابل للتحلل الحيوي والسماد ومعروف على نطاق واسع.
ويستهلك C. necator المادة الأولية للفورمات الناتجة عن التفاعل الإلكتروليتي ويتراكم حبيبات PHB والتي يمكن استعادتها لاحقًا من الخلايا المحصودة ومؤلفو الدراسة واثقون من أن طريقتهم قابلة للتطوير ولديها القدرة على تغيير إنتاج البلاستيك بشكل كبير وقالوا إن نتائج هذا البحث عبارة عن تقنيات يمكن تطبيقها على إنتاج مواد كيميائية مختلفة بالإضافة إلى البلاستيك الحيوي ومن المتوقع استخدامها كأجزاء رئيسية لازمة لتحقيق الحياد الكربوني في المستقبل ويدعي الفريق أنه طالما يتم استبدال الخلايا البكتيرية كل يوم ويتم إخراج المنتج البلاستيكي للحفاظ على التفاعلات يمكن لنظامهم العمل بشكل مستمر.