Две основные проблемы человечества на сегодняшний день – исчерпаемость запасов нефти, которую очень сложно заменить, и растущие горы пластикового мусора, который практически невозможно утилизировать. Эти проблемы взаимосвязаны: пластик производится из нефти, и то, что с таким трудом добывается, потом бесполезным слоем мусора покрывает поверхность планеты. Не совсем обычным способом с двумя этими проблемами может справиться родственница возбудителя ботулизма – бактерия  Clostridium carboxidivorans.

В 2006 году Тодд Киммель, руководитель венчурного фонда GreatPoint Ventures, по совету и при участии биохимика Аарона Мэнделла выкупил у Университета Оклахомы права на Clostridium carboxidivorans. Эта бактерия удивительна тем, что поглощает углекислый газ, водород и угарный газ, превращая их в этиловый спирт. Эти ингредиенты являются составляющими синтез-газа, образующегося при горении при температуре более 800°С почти любой органики. В ход идет любой бытовой мусор, автомобильные покрышки, пластиковые пакеты и бутылки, бумага, ткани и многое другое.
Специально для этого проекта была создана компания Coskata. Доводка необходимых свойств штаммов бактерий и базовые принципы уникальной технологии разрабатывались в сотрудничестве с учеными из Аргоннской национальной лаборатории до 2007 года в строжайшем секрете. В 2008 году принцип технологии был обнародован на Детройтском автосалоне, после чего началось строительство завода по производству сверхдешевого этанола.

Производство по данной технологии происходит в три этапа:

Первый этап – производство питания для бактерий, того самого синтез-газа. Для этого исходное сырье загружают в специальную печь и при ограниченном доступе кислорода нагревают плазменными горелками почти до 900°С. При этом органика превращается в синтгаз, а примеси и несгоревшие остатки удаляются.

Синтгаз давно используется для производства жидкого топлива путем каталитического гидрирования оксида углерода с образованием смеси углеводородов при температуре около 200°С. Катализаторами обычно служат кобальт, железо и оксиды различных металлов. Однако существующая технология требует 4 тонн угля для производства всего 1 тонны синтетического бензина. Энергоемкость этого процесса делает конечный продукт неконкурентоспособным.
Coskata предложило иной способ использования полученного на первом этапе синтгаза. Вторым этапом стала ферментация: синтез-газ охлаждается до 38°С и помещается в специальный биореактор, состоящий из большого количества полых пластиковых трубок диаметром в несколько десятков микрон, помещенных в водную среду. Стенки трубок являются мембранами, которые равномерно выпускают синтгаз в окружающую воду. На внешнюю поверхность трубок высаживаются бактерии клостридий, которые питаются выделяющимся синтез-газом и выделяют этанол в воду. Как правило, в воду добавляются витамины и аминокислоты для создания лучшей питательной среды для бактерий.
На третьем этапе этанол выделяется из водного раствора. В отличие от существующего до настоящего времени способа, при котором теряется до 30% энергии, Coskata использует метод перфузии – испарения через полупроницаемую мембрану в которой используется разница удельной плотности воды и этанола, и последующего прогона через гидрофильные мембраны, пропускающие воду, но задерживающие основной продукт.
Полученный этанол при сжигании способен выдать 7,7 джоулей на каждый джоуль затраченной на его производство энергии. Для сравнения, при дистилляции получают всего 1,3 джоуля. На каждый литр полученного этанола Coskata расходует 0,8 л воды, тогда как для производства такого же количества этанола с помощью любых других существующих технологий необходимо не менее 3 л воды. Немаловажно и то, что при производстве этанола по этой технологии в атмосферу выбрасывается на 84% меньше углекислого газа, чем при производстве равного количества бензина.
Для массового производства предполагается размещать перерабатывающие заводы прямо на свалках, чтобы снизить издержки на транспортировку. К 2011 году Coskata намерена запустить полноценное предприятие по синтезу товарного этанола с годовым производством от 200 до 400 млн литров. Предполагается также производство мобильных версий для использовании в муниципальных хозяйствах и на малых предприятиях. Сейчас ученые работают над изменением генома бактерий, чтобы улучшить их этанолопроизводящие качества и снизить требования к исходному сырью.