koldioxidfixering

Koldioxidfixering är processen att omvandla koldioxid till organiska föreningar eller andra karbonater. Den är central i det biologiska kolcykeln och används även i industriella och biotekniska sammanhang. I naturen sker huvuddelen av fixeringen genom fotosyntesen. Växter, alger och cyanobakterier använder ljusenergi för att driva omvandlingen av CO2 och vatten till kolhydrater.

I Calvin–Benson-cykeln binds CO2 av ribulos-1,5-bisfosfat (RuBP) och bildar två molekyler av 3-fosfoglycerat (3-PGA) via enzymet rubisko. ATP och NADPH från ljusreaktionen används sedan för att producera glyceraldehyd-3-fosfat och i slutänden glukos och stärkelse. För att minska fotorespiration finns anpassningar som C4-växter och CAM-växter, vilka minskar CO2-förlust genom rumslig eller tidsmässig separation av fixeringen.

Hos mikroorganismer fixeras CO2 också, ofta med energi från oorganiska substrat. Vissa autotrofa bakterier använder alternativa karboxylationsvägar, till exempel den omvända citronsyracykeln eller andra vägar för koldioxidfixering.

Inom teknik studeras artificiell koldioxidfixering som en del av CCU (carbon capture and utilization) och CCS (carbon capture and storage). Målet är att omvandla CO2 till kemikalier eller bränslen, eller lagra den i mineraler eller underjordiska formationer. Utmaningar inkluderar energikrav, kostnader och effektivitet, medan framsteg kan bidra till minskad atmosfärisk CO2 och produktion av hållbara råvaror.