Бактерии и CO2: Искористување на моќта на бактериите што јадат јаглерод

КРЕДИТ НА СЛИКА:
Слика кредит
iStock

Бактерии и CO2: Искористување на моќта на бактериите што јадат јаглерод

Бактерии и CO2: Искористување на моќта на бактериите што јадат јаглерод

Текст за поднаслов
Научниците развиваат процеси кои ги поттикнуваат бактериите да апсорбираат повеќе емисии на јаглерод од околината.
    • автор:
    • име на авторот
      Quantumrun Foresight
    • Декември 1, 2022

    Резиме на увид

    Способноста на алгите за апсорпција на јаглерод може да биде една од највредните алатки за ублажување на климатските промени. Научниците долго време го проучуваа овој природен процес за да ги намалат емисиите на стакленички гасови и да создадат еколошки биогорива. Долгорочните импликации од овој развој би можеле да вклучат зголемено истражување за технологиите за фаќање јаглерод и употребата на вештачка интелигенција за манипулирање со растот на бактериите.

    Бактерии и контекст на CO2

    Постојат неколку методи за отстранување на јаглерод диоксид (CO2) од воздухот; сепак, одвојувањето на јаглеродниот тек од другите гасови и загадувачи е скапо. Поодржливото решение е одгледување бактерии, како што се алгите, кои произведуваат енергија преку фотосинтеза со консумирање CO2, вода и сончева светлина. Научниците експериментирале со начини да ја трансформираат оваа енергија во биогорива. 

    Во 2007 година, канадскиот Квебек Сити CO2 Solutions создаде генетски инженерски тип на бактерија E. coli која произведува ензими за да јаде јаглерод и да го претвори во бикарбонат, кој е безопасен. Катализаторот е дел од системот на биореактор кој може да се прошири за да ги зафати емисиите од електраните кои користат фосилни горива.

    Оттогаш, технологијата и истражувањето напредуваа. Во 2019 година, американската компанија Hypergiant Industries го создаде Eos Bioreactor. Гаџетот е со големина 3 x 3 x 7 стапки (90 x 90 x 210 cm). Наменет е да се постави во урбани средини каде што го фаќа и одвојува јаглеродот од воздухот додека произведува чисти биогорива кои потенцијално можат да го намалат јаглеродниот отпечаток на зградата. 

    Реакторот користи микроалги, вид познат како Chlorella Vulgaris, и се вели дека апсорбира многу повеќе CO2 од кое било друго растение. Алгите растат во систем на цевки и резервоар во гаџетот, исполнет со воздух и изложен на вештачка светлина, давајќи му на растението она што му е потребно за да расте и да произведе биогорива за собирање. Според Hypergiant Industries, Eos Bioreactor е 400 пати поефикасен во фаќањето на јаглеродот од дрвјата. Оваа функција се должи на софтверот за машинско учење што го надгледува процесот на растење на алгите, вклучувајќи управување со светлина, температури и нивоа на pH за максимален излез.

    Нарушувачко влијание

    Индустриските материјали, како што се ацетон и изопропанол (ИПА), имаат вкупен глобален пазар од над 10 милијарди американски долари. Ацетонот и изопропанолот се средство за дезинфекција и антисептик што е широко користен. Тоа е основа за една од двете препорачани формулации за дезинфекција на Светската здравствена организација (СЗО), кои се многу ефикасни против САРС-КоВ-2. Ацетонот е исто така растворувач за многу полимери и синтетички влакна, разредувачка полиестерска смола, опрема за чистење и отстранувач на лак за нокти. Поради нивното масовно производство, овие хемикалии се едни од најголемите емитери на јаглерод.

    Во 2022 година, истражувачите од Универзитетот Нортвестерн во Илиноис соработуваа со фирмата за рециклирање на јаглерод Lanza Tech за да видат како бактериите можат да го разградат отпадот CO2 и да го претворат во вредни индустриски хемикалии. Истражувачите користеа алатки за синтетичка биологија за да ја репрограмираат бактеријата Clostridium autoethanogenum (оригинално дизајнирана во LanzaTech), за да ги направат ацетонот и ИПА поодржливи преку ферментација на гас.

    Оваа технологија ги елиминира стакленички гасови од атмосферата и не користи фосилни горива за создавање хемикалии. Анализата на животниот циклус на тимот покажа дека јаглерод-негативната платформа, доколку се усвои во голем обем, има потенцијал да ги намали емисиите на стакленички гасови за 160 проценти во споредба со другите методи. Истражувачките тимови очекуваат дека развиените соеви и техниката на ферментација ќе можат да се зголемат. Научниците, исто така, може да го искористат процесот за да формулираат побрзи процедури за создавање други есенцијални хемикалии.

    Импликации на бактерии и CO2

    Пошироките импликации од користењето бактерии за зафаќање на CO2 може да вклучуваат: 

    • Компании во различни тешки индустрии склучуваат договор со бионаучни фирми за биоинженеринг алги кои можат да бидат специјализирани да консумираат и конвертираат специфични отпадни хемикалии и материјали од производствените погони, како за намалување на излезот на CO2/загадување и за создавање профитабилни отпадни нуспроизводи. 
    • Повеќе истражувања и финансирање за природни решенија за снимање на емисиите на јаглерод.
    • Некои производствени компании соработуваат со технолошки фирми кои заробуваат јаглерод за да преминат кон зелени технологии и да собираат даночни попусти за јаглерод.
    • Повеќе стартапи и организации кои се фокусираат на секвестрација на јаглерод преку биолошки процеси, вклучително и оплодување на океанското железо и пошумување.
    • Употребата на технологии за машинско учење за да се насочи растот на бактериите и да се оптимизира излезот.
    • Владите соработуваат со истражувачки институции за да најдат други бактерии кои го заробуваат јаглеродот за да ги исполнат своите нето нула ветувања до 2050 година.

    Прашања што треба да се разгледаат

    • Кои се другите потенцијални придобивки од користењето природни решенија за справување со емисиите на јаглерод?
    • Како вашата земја се справува со емисиите на јаглерод?