Baktearjes en CO2: benutte de krêft fan koalstof-iten baktearjes

• Skriuwer:
• Namme fan auteur

  Quantumrun Foresight
• Desimber 1, 2022

Ynsjoch gearfetting

De koalstofabsorbearjende kapasiteiten fan algen kinne ien fan 'e meast weardefolle ark wêze om klimaatferoaring te mitigearjen. Wittenskippers hawwe dit natuerlike proses lang studearre om broeikasgassen te ferminderjen en miljeufreonlike biobrânstoffen te meitsjen. De gefolgen op lange termyn fan dizze ûntwikkeling kinne tanommen ûndersyk omfetsje oer technologyen foar koalstoffanging en it brûken fan keunstmjittige yntelliginsje om de groei fan baktearjes te manipulearjen.

Baktearje en CO2 kontekst

Der binne ferskate metoaden om koalstofdiokside (CO2) út 'e loft te heljen; lykwols, it skieden fan de koalstof stream fan oare gassen en fersmoarging is kostber. De duorsumer oplossing is it kultivearjen fan baktearjes, lykas algen, dy't enerzjy produsearje fia fotosynteze troch it konsumearjen fan CO2, wetter en sinneljocht. Wittenskippers hawwe eksperimintearre mei manieren om dizze enerzjy te transformearjen yn biobrânstoffen. 

Yn 2007 makken de CO2-oplossingen fan Kanada yn Quebec City in genetysk manipulearre soarte fan E. coli-baktearjes dy't enzymen produsearje om koalstof te iten en it yn bikarbonat te feroarjen, wat ûnskuldich is. De katalysator is ûnderdiel fan in bioreaktorsysteem dat kin wurde útwreide om útstjit fan enerzjysintrales te fangen dy't fossile brânstoffen brûke.

Sûnt dy tiid binne technology en ûndersyk avansearre. Yn 2019 makke it Amerikaanske bedriuw Hypergiant Industries de Eos Bioreactor. De gadget is 3 x 3 x 7 fuotten (90 x 90 x 210 sm) yn grutte. It is bedoeld om te pleatsen yn stedske ynstellings wêr't it koalstof fangt en sekwestearret út 'e loft, wylst skjinne biobrânstoffen produsearje dy't de koalstofôfdruk fan in gebou mooglik kinne ferminderje. 

De reaktor brûkt mikroalgen, in soarte bekend as Chlorella Vulgaris, en wurdt sein dat se folle mear CO2 opnimme as hokker oare plant. De algen groeie binnen in buissysteem en reservoir binnen it gadget, fol mei loft en bleatsteld oan keunstmjittich ljocht, wat de plant jout wat it nedich is om te groeien en biobrânstoffen te produsearjen foar kolleksje. Neffens Hypergiant Industries is de Eos Bioreactor 400 kear effektiver by it fangen fan koalstof dan beammen. Dizze funksje is te tankjen oan de masine-learsoftware dy't tafersjoch hâldt op it algen-groeiende proses, ynklusyf it behearen fan ljocht, temperatueren en pH-nivo's foar maksimale útfier.

Disruptive ynfloed

Yndustriële materialen, lykas aceton en isopropanol (IPA), hawwe in totale wrâldwide merk fan mear dan $ 10 miljard USD. Acetone en isopropanol binne in desinfektant en antiseptysk dat in soad brûkt wurdt. It is de basis foar ien fan 'e Wrâldsûnensorganisaasje (WHO)'s twa oanrikkemandearre desinfektantformuleringen, dy't heul effektyf binne tsjin SARS-CoV-2. Acetone is ek in oplosmiddel foar in protte polymeren en syntetyske fezels, tinende polyesterhars, reinigingsapparatuer, en nagellakferwidering. Fanwegen har bulkproduksje binne dizze gemikaliën guon fan 'e grutste koalstofemitters.

Yn 2022 wurken ûndersikers fan 'e Northwestern University yn Illinois gear mei koalstofrecyclingbedriuw Lanza Tech om te sjen hoe't baktearjes ôffal CO2 kinne ôfbrekke en it omsette yn weardefolle yndustriële gemikaliën. De ûndersikers brûkten syntetyske biologyske ark om in baktearje, Clostridium autoethanogenum (oarspronklik ûntworpen by LanzaTech), opnij te programmearjen om aceton en IPA duorsumer te meitsjen fia gasfermentaasje.

Dizze technology elimineert broeikasgassen út 'e sfear en brûkt gjin fossile brânstoffen om gemikaliën te meitsjen. De libbenssyklusanalyse fan it team liet sjen dat it koalstofnegative platfoarm, as it op grutte skaal oannaam, it potinsjeel hat om broeikasgasemissies mei 160 prosint te ferminderjen yn ferliking mei oare metoaden. De ûndersyksteams ferwachtsje dat de ûntwikkele stammen en fermentaasjetechnyk opskaalje kinne. Wittenskippers kinne it proses ek brûke om rapper prosedueres te formulearjen foar it meitsjen fan oare essensjele gemikaliën.

Gefolgen fan baktearjes en CO2

Bredere gefolgen fan it brûken fan baktearjes om CO2 te fangen kinne omfetsje: 

• Bedriuwen yn ferskate swiere yndustry kontraktearje bioscience-bedriuwen oan bio-engineer-algen dy't spesjalisearre kinne wurde om de spesifike ôffalgemikaliën en materialen fan produksjeplanten te konsumearjen en te konvertearjen, sawol om CO2 / fersmoargingsútfier te ferminderjen as om rendabele ôffalbyprodukten te meitsjen. 
• Mear ûndersyk en finansiering foar natuerlike oplossingen om koalstofútstjit te fangen.
• Guon produksjebedriuwen wurkje gear mei techbedriuwen foar koalstoffanging om oer te gean nei griene technologyen en koartingen foar koalstofbelesting te sammeljen.
• Mear startups en organisaasjes dy't har rjochtsje op koalstofsekwestraasje troch biologyske prosessen, ynklusyf befruchting fan izeren oseaan en bebossing.
• It gebrûk fan technologyen foar masine-learen om de groei fan baktearjes te streamlynjen en de útfier te optimalisearjen.
• Oerheden wurkje gear mei ûndersyksynstellingen om oare koalstoffangende baktearjes te finen om har netto-nul-beloften oant 2050 te ferfoljen.

Fragen om te beskôgje

• Wat binne de oare potensjele foardielen fan it brûken fan natuerlike oplossingen om koalstofútstjit oan te pakken?
• Hoe pakt jo lân syn koalstofútstjit oan?