Բակտերիաներ և CO2. Օգտագործելով ածխածին ուտող բակտերիաների ուժը

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Դեկտեմբերի 1, 2022

Insight ամփոփում

Ջրիմուռների ածխածնի կլանման կարողությունները կարող են լինել ամենաարժեքավոր գործիքներից մեկը կլիմայի փոփոխությունը մեղմելու համար: Գիտնականները երկար ժամանակ ուսումնասիրել են այս բնական գործընթացը՝ նվազեցնելու ջերմոցային գազերի արտանետումները և ստեղծելու էկոլոգիապես մաքուր կենսավառելիք: Այս զարգացման երկարաժամկետ հետևանքները կարող են ներառել ածխածնի ներգրավման տեխնոլոգիաների վերաբերյալ հետազոտությունների ավելացումը և բակտերիաների աճը կառավարելու համար արհեստական ​​ինտելեկտի օգտագործումը:

Բակտերիաներ և CO2 համատեքստ

Օդից ածխաթթու գազը (CO2) հեռացնելու մի քանի եղանակ կա. Այնուամենայնիվ, ածխածնի հոսքի առանձնացումը այլ գազերից և աղտոտիչներից ծախսատար է: Առավել կայուն լուծումը բակտերիաների մշակումն է, ինչպիսիք են ջրիմուռները, որոնք էներգիա են արտադրում ֆոտոսինթեզի միջոցով՝ սպառելով CO2, ջուր և արևի լույս: Գիտնականները փորձեր են արել այս էներգիան կենսավառելիքի վերածելու ուղիների շուրջ: 

2007 թվականին Կանադայի Քվեբեկ քաղաքի CO2 Solutions ընկերությունը ստեղծեց E. coli բակտերիաների գենետիկորեն մշակված տեսակ, որը արտադրում է ֆերմենտներ՝ ածխածինը ուտելու և այն բիկարբոնատի վերածելու համար, որն անվնաս է: Կատալիզատորը կենսառեակտորային համակարգի մի մասն է, որը կարող է ընդլայնվել՝ հանածո վառելիք օգտագործող էլեկտրակայաններից արտանետումները գրավելու համար:

Այդ ժամանակից ի վեր տեխնոլոգիան և հետազոտությունները առաջադիմել են: 2019 թվականին ամերիկյան Hypergiant Industries ընկերությունը ստեղծեց Eos Bioreactor-ը։ Գաջեթն ունի 3 x 3 x 7 ֆուտ (90 x 90 x 210 սմ) չափսեր: Նախատեսվում է, որ այն տեղադրվի քաղաքային միջավայրերում, որտեղ այն որսում և անջատում է ածխածինը օդից՝ միաժամանակ արտադրելով մաքուր կենսավառելիք, որը կարող է նվազեցնել շենքի ածխածնի հետքը: 

Ռեակտորն օգտագործում է միկրոջրիմուռներ, մի տեսակ, որը հայտնի է որպես Chlorella Vulgaris, և ասում են, որ այն կլանում է շատ ավելի CO2, քան ցանկացած այլ բույս: Ջրիմուռներն աճում են խողովակային համակարգում և ջրամբարում՝ լցված օդով և ենթարկվում արհեստական ​​լույսի, ինչը բույսին տալիս է այն, ինչ անհրաժեշտ է աճեցնելու և հավաքման համար կենսավառելիք արտադրելու համար: Ըստ Hypergiant Industries-ի, Eos Bioreactor-ը 400 անգամ ավելի արդյունավետ է ածխածինը որսալու համար, քան ծառերը: Այս հատկությունը պայմանավորված է մեքենայական ուսուցման ծրագրաշարով, որը վերահսկում է ջրիմուռների աճեցման գործընթացը՝ ներառյալ լույսի, ջերմաստիճանի և pH մակարդակների կառավարումը առավելագույն արդյունքի համար:

Խանգարող ազդեցություն

Արդյունաբերական նյութերը, ինչպիսիք են ացետոնը և իզոպրոպանոլը (IPA), ունեն ավելի քան 10 միլիարդ ԱՄՆ դոլար ընդհանուր համաշխարհային շուկա: Ացետոնը և իզոպրոպանոլը ախտահանիչ և հակասեպտիկ են, որոնք լայնորեն կիրառվում են: Այն հիմք է հանդիսանում Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության (ԱՀԿ) երկու առաջարկված ախտահանիչ ձևակերպումներից մեկի համար, որոնք շատ արդյունավետ են SARS-CoV-2-ի դեմ: Ացետոնը նաև շատ պոլիմերների և սինթետիկ մանրաթելերի, նոսրացնող պոլիեսթեր խեժի, մաքրող սարքավորումների և եղունգների լաք մաքրող միջոց է: Իրենց մեծածավալ արտադրության պատճառով այս քիմիական նյութերը ածխածնի արտանետումների ամենամեծ մասն են կազմում:

2022 թվականին Իլինոյսի Հյուսիսարևմտյան համալսարանի հետազոտողները համագործակցեցին ածխածնի վերամշակման Lanza Tech ընկերության հետ՝ տեսնելու, թե ինչպես բակտերիաները կարող են քայքայել թափոնները CO2 և վերածել այն արժեքավոր արդյունաբերական քիմիական նյութերի: Հետազոտողները օգտագործել են սինթետիկ կենսաբանական գործիքներ՝ Clostridium autoethanogenum բակտերիան (ի սկզբանե նախագծվել է LanzaTech-ում) վերածրագրավորելու համար, որպեսզի ացետոնն ու IPA-ն ավելի կայուն դարձնեն գազային խմորման միջոցով:

Այս տեխնոլոգիան վերացնում է ջերմոցային գազերը մթնոլորտից և չի օգտագործում հանածո վառելիք՝ քիմիական նյութեր ստեղծելու համար: Թիմի կյանքի ցիկլի վերլուծությունը ցույց է տվել, որ ածխածնի բացասական պլատֆորմը, եթե ընդունվի մեծ մասշտաբով, կարող է նվազեցնել ջերմոցային գազերի արտանետումները 160 տոկոսով՝ համեմատած այլ մեթոդների հետ: Հետազոտական ​​թիմերը ակնկալում են, որ մշակված շտամները և խմորման տեխնիկան կկարողանան ավելի մեծանալ: Գիտնականները կարող են նաև օգտագործել գործընթացը՝ այլ կարևոր քիմիական նյութեր ստեղծելու ավելի արագ ընթացակարգեր ձևակերպելու համար:

Բակտերիաների և CO2-ի հետևանքները

CO2-ը գրավելու համար բակտերիաների օգտագործման ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Տարբեր ծանր արդյունաբերության ընկերությունները պայմանագրում են կենսագիտության ընկերություններին բիոինժեներական ջրիմուռներ ստեղծելու համար, որոնք կարող են մասնագիտացված լինել արտադրական կայաններից հատուկ թափոնների քիմիկատների և նյութերի սպառման և փոխակերպման համար՝ և՛ CO2/աղտոտվածության արտադրությունը նվազեցնելու, և՛ շահավետ թափոնների ենթամթերք ստեղծելու համար: 
• Ավելի շատ հետազոտություններ և ֆինանսավորում բնական լուծումների համար՝ ածխածնի արտանետումները գրավելու համար:
• Որոշ արտադրական ընկերություններ, որոնք համագործակցում են ածխածնի գրավման տեխնոլոգիական ընկերությունների հետ՝ անցնելու կանաչ տեխնոլոգիաներին և հավաքում են ածխածնի հարկի զեղչեր:
• Ավելի շատ ստարտափներ և կազմակերպություններ, որոնք կենտրոնանում են ածխածնի առգրավման վրա կենսաբանական գործընթացների միջոցով, ներառյալ օվկիանոսի երկաթի պարարտացումը և անտառապատումը:
• Մեքենայի ուսուցման տեխնոլոգիաների օգտագործումը՝ բակտերիաների աճը պարզեցնելու և արդյունքը օպտիմալացնելու համար:
• Կառավարությունները համագործակցում են գիտահետազոտական ​​հաստատությունների հետ՝ գտնելու ածխածին բռնող այլ բակտերիաներ, որոնք կկատարեն իրենց զուտ զրոյական խոստումները մինչև 2050 թվականը:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Որո՞նք են ածխածնի արտանետումները լուծելու համար բնական լուծումների օգտագործման այլ հնարավոր առավելությունները:
• Ինչպե՞ս է ձեր երկիրը լուծում իր ածխածնի արտանետումները: