Bacteria a CO2: Harneisio pŵer bacteria sy'n bwyta carbon

CREDYD DELWEDD:
Credyd Delwedd
iStock

Bacteria a CO2: Harneisio pŵer bacteria sy'n bwyta carbon

Bacteria a CO2: Harneisio pŵer bacteria sy'n bwyta carbon

Testun is-bennawd
Mae gwyddonwyr yn datblygu prosesau sy'n annog bacteria i amsugno mwy o allyriadau carbon o'r amgylchedd.
    • Awdur:
    • enw awdur
      Rhagolwg Quantumrun
    • Rhagfyr 1, 2022

    Crynodeb mewnwelediad

    Gallai gallu algae i amsugno carbon fod yn un o'r arfau mwyaf gwerthfawr i liniaru newid yn yr hinsawdd. Mae gwyddonwyr wedi astudio'r broses naturiol hon ers tro i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr a chreu biodanwyddau ecogyfeillgar. Gallai goblygiadau hirdymor y datblygiad hwn gynnwys mwy o ymchwil ar dechnolegau dal carbon a defnyddio deallusrwydd artiffisial i drin twf bacteria.

    Cyd-destun bacteria a CO2

    Mae sawl dull o dynnu carbon deuocsid (CO2) o'r aer; fodd bynnag, mae gwahanu'r llif carbon oddi wrth nwyon a llygryddion eraill yn gostus. Yr ateb mwy cynaliadwy yw tyfu bacteria, fel algâu, sy'n cynhyrchu ynni trwy ffotosynthesis trwy fwyta CO2, dŵr a golau'r haul. Mae gwyddonwyr wedi bod yn arbrofi gyda ffyrdd o drawsnewid yr egni hwn yn fiodanwydd. 

    Yn 2007, creodd CO2 Solutions Canada Quebec City fath o facteria E. coli wedi'i beiriannu'n enetig sy'n cynhyrchu ensymau i fwyta carbon a'i droi'n ddeucarbonad, sy'n ddiniwed. Mae'r catalydd yn rhan o system bio-adweithydd y gellir ei ehangu i ddal allyriadau o weithfeydd pŵer sy'n defnyddio tanwydd ffosil.

    Ers hynny, mae technoleg ac ymchwil wedi datblygu. Yn 2019, creodd cwmni o’r Unol Daleithiau Hypergiant Industries yr Eos Bioreactor. Maint y teclyn yw 3 x 3 x 7 troedfedd (90 x 90 x 210 cm). Bwriedir ei osod mewn lleoliadau trefol lle mae'n dal a storio carbon o'r aer tra'n cynhyrchu biodanwyddau glân a all o bosibl leihau ôl troed carbon adeilad. 

    Mae'r adweithydd yn defnyddio microalgâu, rhywogaeth a elwir yn Chlorella Vulgaris, a dywedir ei fod yn amsugno llawer mwy o CO2 nag unrhyw blanhigyn arall. Mae'r algâu yn tyfu y tu mewn i system tiwb a chronfa ddŵr o fewn y teclyn, wedi'i lenwi ag aer ac yn agored i olau artiffisial, gan roi'r hyn sydd ei angen ar y planhigyn i dyfu a chynhyrchu biodanwydd i'w gasglu. Yn ôl Hypergiant Industries, mae Bioreactor Eos 400 gwaith yn fwy effeithiol wrth ddal carbon na choed. Mae'r nodwedd hon oherwydd y meddalwedd dysgu peiriannau sy'n goruchwylio'r broses tyfu algâu, gan gynnwys rheoli golau, tymheredd, a lefelau pH ar gyfer yr allbwn mwyaf.

    Effaith aflonyddgar

    Mae gan ddeunyddiau diwydiannol, fel aseton ac isopropanol (IPA), gyfanswm marchnad fyd-eang o dros $10 biliwn USD. Mae aseton ac isopropanol yn ddiheintydd ac antiseptig a ddefnyddir yn helaeth. Mae'n sail i un o ddau fformiwleiddiad glanweithydd a argymhellir gan Sefydliad Iechyd y Byd (WHO), sy'n hynod effeithiol yn erbyn SARS-CoV-2. Mae aseton hefyd yn doddydd ar gyfer llawer o bolymerau a ffibrau synthetig, yn teneuo resin polyester, offer glanhau, a thynnwr sglein ewinedd. Oherwydd eu swmp-gynhyrchu, y cemegau hyn yw rhai o'r allyrwyr carbon mwyaf.

    Yn 2022, bu ymchwilwyr o Brifysgol Northwestern yn Illinois mewn partneriaeth â chwmni ailgylchu carbon Lanza Tech i weld sut y gall bacteria ddadelfennu gwastraff CO2 a'i droi'n gemegau diwydiannol gwerthfawr. Defnyddiodd yr ymchwilwyr offer bioleg synthetig i ailraglennu bacteriwm, Clostridium autoethanogenum (a ddyluniwyd yn wreiddiol yn LanzaTech), i wneud aseton ac IPA yn fwy cynaliadwy trwy eplesu nwy.

    Mae'r dechnoleg hon yn dileu nwyon tŷ gwydr o'r atmosffer ac nid yw'n defnyddio tanwyddau ffosil i greu cemegau. Dangosodd dadansoddiad cylch bywyd y tîm fod gan y platfform carbon-negyddol, os caiff ei fabwysiadu ar raddfa fawr, y potensial i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr 160 y cant o'i gymharu â dulliau eraill. Mae'r timau ymchwil yn disgwyl y bydd y straeniau datblygedig a'r dechneg eplesu yn gallu cynyddu. Gallai gwyddonwyr hefyd ddefnyddio'r broses i lunio gweithdrefnau cyflymach ar gyfer creu cemegau hanfodol eraill.

    Goblygiadau bacteria a CO2

    Gall goblygiadau ehangach defnyddio bacteria i ddal CO2 gynnwys: 

    • Cwmnïau mewn diwydiannau trwm amrywiol yn contractio cwmnïau biowyddoniaeth i algâu biobeiriannydd y gellir eu harbenigo i ddefnyddio a throsi'r cemegau a'r deunyddiau gwastraff penodol o weithfeydd cynhyrchu, i leihau allbwn CO2/llygredd ac i greu sgil-gynhyrchion gwastraff proffidiol. 
    • Mwy o ymchwil a chyllid ar gyfer atebion naturiol i ddal allyriadau carbon.
    • Mae rhai cwmnïau gweithgynhyrchu yn partneru â chwmnïau technoleg dal carbon i drosglwyddo i dechnolegau gwyrdd a chasglu ad-daliadau treth carbon.
    • Mwy o fusnesau newydd a sefydliadau yn canolbwyntio ar ddal a storio carbon trwy brosesau biolegol, gan gynnwys ffrwythloni haearn cefnfor a choedwigo.
    • Defnyddio technolegau dysgu peiriannau i symleiddio twf bacteria a gwneud y gorau o allbwn.
    • Llywodraethau’n partneru â sefydliadau ymchwil i ddod o hyd i facteria eraill sy’n dal carbon i gyflawni eu haddewidion sero net erbyn 2050.

    Cwestiynau i'w hystyried

    • Beth yw manteision posibl eraill defnyddio atebion naturiol i fynd i’r afael ag allyriadau carbon?
    • Sut mae eich gwlad yn mynd i'r afael â'i hallyriadau carbon?

    Cyfeiriadau mewnwelediad

    Cyfeiriwyd at y cysylltiadau poblogaidd a sefydliadol canlynol ar gyfer y mewnwelediad hwn: