Bakterioj kaj CO2: Utiligante la potencon de karbonmanĝantaj bakterioj

• Aŭtoro:
• Aŭtora nomo

  Quantumrun Foresight
• Decembro 1, 2022

Enrigarda resumo

La karbonsorbaj kapabloj de algoj povus esti unu el la plej valoraj iloj por mildigi klimatan ŝanĝon. Sciencistoj longe studis ĉi tiun naturan procezon por redukti ellason de forcej-efikaj gasoj kaj krei ekologiemajn biokarburaĵojn. La longperspektivaj implicoj de ĉi tiu evoluo povus inkluzivi pliigitan esploradon pri karbonkaptaj teknologioj kaj la uzon de artefarita inteligenteco por manipuli bakterian kreskon.

Bakterioj kaj CO2-kunteksto

Estas pluraj metodoj por forigi karbondioksidon (CO2) el la aero; tamen, apartigi la karbonfluon de aliaj gasoj kaj malpurigaĵoj estas multekosta. La pli daŭrigebla solvo estas kultivi bakteriojn, kiel algoj, kiuj produktas energion per fotosintezo konsumante CO2, akvon kaj sunlumon. Sciencistoj eksperimentas kun manieroj transformi ĉi tiun energion en biokarburaĵojn. 

En 2007, la CO2 Solvoj de Kebeko de Kanado kreis genetike realigitan specon de E. coli bakterioj kiuj produktas enzimojn por manĝi karbonon kaj igi ĝin bikarbonato, kiu estas sendanĝera. La katalizilo estas parto de bioreaktorsistemo kiu povas esti vastigita por kapti emisiojn de elektrocentraloj kiuj uzas fosiliajn fuelojn.

Ekde tiam, teknologio kaj esplorado progresis. En 2019, usona kompanio Hypergiant Industries kreis la Eos-Bioreaktoron. La aparato estas 3 x 3 x 7 futoj (90 x 90 x 210 cm) en grandeco. Ĝi estas celita esti metita en urbaj medioj kie ĝi kaptas kaj sekvestras karbonon de la aero produktante purajn biofuelojn kiuj eble povas redukti la karbonsignon de konstruaĵo. 

La reaktoro uzas mikroalgojn, specion konatan kiel Chlorella Vulgaris, kaj laŭdire sorbas multe pli da CO2 ol iu ajn alia planto. La algoj kreskas ene de tubsistemo kaj rezervujo ene de la aparato, plenigita kun aero kaj eksponita al artefarita lumo, donante al la planto kion ĝi bezonas por kreski kaj produkti biofuelojn por kolekto. Laŭ Hypergiant Industries, la Eos Bioreactor estas 400 fojojn pli efika ĉe kaptado de karbono ol arboj. Ĉi tiu funkcio estas pro la maŝinlernada programaro, kiu kontrolas la procezon de kresko de algoj, inkluzive de administrado de lumo, temperaturoj kaj pH-niveloj por maksimuma produktado.

Disrompa efiko

Industriaj materialoj, kiel ekzemple acetono kaj izopropanolo (IPA), havas totalan tutmondan merkaton de pli ol $ 10 miliardoj USD. Acetono kaj izopropanolo estas desinfektaĵo kaj antisepsaĵo kiu estas vaste uzata. Ĝi estas la bazo por unu el la du rekomenditaj sanigilformuloj de la Monda Organizo pri Sano (OMS), kiuj estas tre efikaj kontraŭ SARS-CoV-2. Acetono ankaŭ estas solvilo por multaj polimeroj kaj sintezaj fibroj, maldensiga poliestera rezino, purigadekipaĵo kaj forigilo de ungoj. Pro ilia pogranda produktado, ĉi tiuj kemiaĵoj estas kelkaj el la plej grandaj karbonelsendantoj.

En 2022, esploristoj de Northwestern University en Ilinojso kunlaboris kun karbona reciklada firmao Lanza Tech por vidi kiel bakterioj povas malkonstrui malŝparon CO2 kaj igi ĝin valoraj industriaj kemiaĵoj. La esploristoj uzis sintezbiologiajn ilojn por reprogrami bakterion, Clostridium autoethanogenum (origine desegnita ĉe LanzaTech), por fari acetonon kaj IPA pli daŭrigeble per gasfermentado.

Ĉi tiu teknologio forigas forcejajn gasojn el la atmosfero kaj ne uzas fosiliajn brulaĵojn por krei kemiaĵojn. La analizo de la vivociklo de la teamo montris, ke la karbonnegativa platformo, se ĝi estas adoptita grandskale, havas la eblecon redukti forcej-efikaj gasoj je 160 procentoj kompare kun aliaj metodoj. La esplorteamoj atendas ke la evoluintaj trostreĉoj kaj fermenta tekniko povos pligrandigi. Sciencistoj ankaŭ povus uzi la procezon por formuli pli rapidajn procedurojn por krei aliajn esencajn kemiaĵojn.

Implikoj de bakterioj kaj CO2

Pli larĝaj implicoj de uzado de bakterioj por kapti CO2 povas inkluzivi: 

• Firmaoj en diversaj pezaj industrioj kontraktante biosciencfirmaojn por bioinĝenierargo algoj kiuj povas esti specialigitaj por konsumi kaj konverti la specifajn rubkemiaĵojn kaj materialojn de produktfabrikoj, kaj por redukti CO2/poluoproduktaĵon kaj por krei enspezigajn rubajn kromproduktojn. 
• Pli da esplorado kaj financado por naturaj solvoj por kapti karbonemisiojn.
• Kelkaj produktentreprenoj partnerantaj kun karbon-kaptado-teknikaj firmaoj por transiri al verdaj teknologioj kaj kolekti karbonimpostrabatojn.
• Pli da noventreprenoj kaj organizoj fokusantaj pri karbonsekvo per biologiaj procezoj, inkluzive de oceana ferfekundigo kaj arbarigado.
• La uzo de maŝinlernantaj teknologioj por plifaciligi bakterian kreskon kaj optimumigi produktadon.
• Registaroj partnerantaj kun esplorinstitucioj por trovi aliajn karbonkaptajn bakteriojn por plenumi siajn netajn nulpromesojn antaŭ 2050.

Konsiderindaj demandoj

• Kio estas la aliaj eblaj avantaĝoj de uzado de naturaj solvoj por trakti karbonemisiojn?
• Kiel via lando traktas siajn karbonemisiojn?