A crescente preocupação com o aquecimento global impulsionou o desenvolvimento de novas tecnologias para a captura e utilização de carbono (CCU). Esforços para combater as mudanças climáticas são especialmente necessários nas indústrias, que atualmente respondem por um terço das emissões mundiais de CO2. Neste contexto, os tradicionais processos industriais de captura de carbono vêm cedendo espaço para estratégias mais sustentáveis, tais como a fixação microbiológica de CO2. Apesar de promissoras, estas estratégias ainda exibem consideráveis problemas operacionais e maiores avanços na área são precisos. Assim, o presente trabalho visou investigar bactérias quimioautotróficas capazes de assimilar CO2 em condições semelhantes às encontradas industrialmente (e.g., gases de exaustão e gás natural). Como resultado, 7 cepas bacterianas capazes de crescer autotroficamente sob 20 % CO2 foram isoladas a partir de sedimentos marinhos antárticos. Uma das cepas isoladas, M1B-S, apresentou elevada capacidade de capturar carbono sob atmosferas contendo de 5 a 20% CO2 e sob temperaturas de 30 a 50 °C. A máxima taxa de fixação de CO2 por M1B-S foi observada em cultivos mantidos a 5% CO2 e 30°C (308 mg de CO2/L/d). Esta bactéria foi identificada como membro do gênero Alcanivorax e mostrou ser capaz de obter energia a partir da oxidação de S2O3 -2 . Além disso, M1B-S também exibiu capacidade de reduzir íons NO3 - e pode ser potencialmente utilizada para remover CO2 e NOx de gases de combustão e de gás natural. Até o presente momento, este trabalho é um dos primeiros a isolar, a partir de sedimentos marinhos antárticos, bactérias quimioautotróficas capazes de fixar CO2 em concentrações acima de 5%. Ainda, é o primeiro a reportar crescimento autotrófico em uma espécie do gênero Alcanivorax.

Growing concerns about the global warming have stimulated the development of new technologies for carbon capture and utilization (CCU). Efforts to fight climate change are especially vital for industries, which currently contribute to over 30% of worlds CO2 emissions. In this scenario, the traditional carbon capture processes are giving room to sustainable alternatives such as the microbiological fixation of CO2. Despite promising, these alternatives need further enhancements in order to be suitable for wide industrial application. Thus, this project aimed to study chemoautotrophic bacteria capable of assimilating CO2 under industry-relevant conditions, i.e., under the temperatures and CO2 concentrations of flue gases and natural gas. As a result, seven bacterial strains able to grow under 20 % CO2 were isolated from Antarctic marine sediments. One of the isolated strains, M1B-S, exhibited high carbon fixation capacities under concentration of 5 to 20% CO2 and temperatures of 30 to 50°C. Maxima CO2 fixation rates were observed in cultivations of M1B-S at 30°C and 5% CO2 (308 mg of CO2/L/d). Moreover, the results indicated that M1B-S belongs to the genus Alcanivorax and that it consumes S2O3-2 as an energy source. Yet, this strain is also capable of reducing NO3 - and could be potentially used to remove both CO2 and NOx from flue gas and natural gas. Until now, this work is one of the first to isolate, from Antarctic marine sediments, chemoautotrophic bacteria capable of fixing carbon under high CO2 concentrations (>5%). I is also the first to report chemoautotrophic growth of an Alcanivorax species.