バクテリアと二酸化炭素:炭素を食べるバクテリアの力を利用する

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バクテリアと二酸化炭素:炭素を食べるバクテリアの力を利用する

バクテリアと二酸化炭素:炭素を食べるバクテリアの力を利用する

小見出しのテキスト
科学者たちは、バクテリアが環境からより多くの炭素排出を吸収するように促すプロセスを開発しています。
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      クォンタムラン・フォーサイト
    • 2022 年 12 月 1 日

    洞察の要約

    藻類の炭素吸収能力は、気候変動を緩和する上で最も価値のあるツールの 1 つになる可能性があります。科学者たちは、温室効果ガスの排出を削減し、環境に優しいバイオ燃料を作成するために、この自然のプロセスを長年研究してきました。この開発の長期的な影響には、炭素回収技術に関する研究の増加や、細菌の増殖を操作するための人工知能の使用が含まれる可能性があります。

    細菌と CO2 のコンテキスト

    空気から二酸化炭素 (CO2) を除去する方法はいくつかあります。 ただし、炭素の流れを他のガスや汚染物質から分離するにはコストがかかります。 より持続可能な解決策は、二酸化炭素、水、太陽光を消費して光合成を介してエネルギーを生成する藻類などのバクテリアを培養することです。 科学者たちは、このエネルギーをバイオ燃料に変換する方法を実験してきました。 

    2007 年、カナダのケベック市の CO2 ソリューションズは、炭素を食べて無害な重炭酸塩に変える酵素を生成する、遺伝子操作されたタイプの大腸菌を作成しました。 この触媒は、化石燃料を使用する発電所からの排出物を回収するために拡張できるバイオリアクター システムの一部です。

    それ以来、技術と研究は進歩しました。 2019 年、米国企業 Hypergiant Industries は Eos Bioreactor を作成しました。 ガジェットのサイズは 3 x 3 x 7 フィート (90 x 90 x 210 cm) です。 建物の二酸化炭素排出量を潜在的に削減できるクリーンなバイオ燃料を生成しながら、空気から炭素を捕捉して隔離する都市環境に配置することを目的としています。 

    このリアクターは、クロレラ・ブルガリスとして知られる微細藻類を使用しており、他のどの植物よりもはるかに多くのCO2を吸収すると言われています。 藻類は、ガジェット内のチューブシステムとリザーバー内で成長し、空気で満たされ、人工光にさらされ、植物が成長して収集用のバイオ燃料を生成するために必要なものを提供します. Hypergiant Industries によると、Eos バイオリアクターは樹木よりも 400 倍効果的に炭素を捕捉します。 この機能は、最大出力を得るための光、温度、pH レベルの管理など、藻類の成長プロセスを監視する機械学習ソフトウェアによるものです。

    破壊的な影響

    アセトンやイソプロパノール (IPA) などの工業用材料の世界市場は、合計で 10 億ドルを超えます。 アセトンとイソプロパノールは、広く使用されている消毒剤および防腐剤です。 これは、SARS-CoV-2 に対して非常に効果的な、世界保健機関 (WHO) が推奨する XNUMX つの消毒剤製剤の XNUMX つの基礎となっています。 アセトンは、多くのポリマーや合成繊維、薄化ポリエステル樹脂、洗浄器具、マニキュア リムーバーの溶媒でもあります。 大量生産のため、これらの化学物質は最大の炭素排出源の一部です。

    2022 年、イリノイ州のノースウェスタン大学の研究者は、バクテリアが廃 CO2 をどのように分解し、価値のある工業用化学物質に変えるかを調べるために、炭素リサイクル会社の Lanza Tech と提携しました。 研究者らは、合成生物学ツールを使用して、ガス発酵によってアセトンと IPA をより持続的に作るために、バクテリアである Clostridium autoethanogenum (もともと LanzaTech で設計された) を再プログラムしました。

    この技術は、大気から温室効果ガスを排除し、化石燃料を使用して化学物質を生成しません。 チームのライフサイクル分析は、カーボン ネガティブ プラットフォームが大規模に採用された場合、他の方法と比較して温室効果ガス排出量を 160% 削減する可能性があることを示しました。 研究チームは、開発された株と発酵技術がスケールアップできると期待しています。 科学者は、このプロセスを使用して、他の必須化学物質を作成するためのより迅速な手順を作成することもできます。

    バクテリアと二酸化炭素の影響

    バクテリアを使用して CO2 を捕捉することのより広い意味には、次のようなものがあります。 

    • CO2/汚染排出量を削減し、収益性の高い廃棄物副産物を生成するために、生産工場からの特定の廃棄化学物質と材料を消費および変換することに特化できるバイオエンジニアリング藻類をバイオサイエンス企業と契約している多様な重工業の企業。 
    • 炭素排出量を捕捉するための自然な解決策のためのさらなる研究と資金提供。
    • 一部の製造会社は、炭素回収技術企業と提携して、環境に優しい技術に移行し、炭素税の還付を徴収しています。
    • 海洋鉄の肥沃化や植林など、生物学的プロセスによる炭素隔離に焦点を当てたスタートアップや組織が増えています。
    • バクテリアの増殖を合理化し、出力を最適化するための機械学習技術の使用。
    • 政府は研究機関と提携して、2050 年までに正味ゼロの公約を達成するために、他の炭素捕捉バクテリアを見つけています。

    考慮すべき質問

    • 炭素排出に対処するために自然な解決策を使用することには、他にどのような潜在的な利点がありますか?
    • あなたの国は炭素排出量にどのように取り組んでいますか?

    インサイトの参照

    この洞察のために、次の一般的な機関リンクが参照されました。