Бактери ба CO2: Нүүрстөрөгчөөр хооллодог бактерийн хүчийг ашиглах

ЗУРГИЙН ЗЭЭЛ:
Зургийн кредит
iStock

Бактери ба CO2: Нүүрстөрөгчөөр хооллодог бактерийн хүчийг ашиглах

Бактери ба CO2: Нүүрстөрөгчөөр хооллодог бактерийн хүчийг ашиглах

Дэд гарчгийн текст
Эрдэмтэд бактерийг хүрээлэн буй орчны нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг илүү ихээр шингээх процессыг боловсруулж байна.
    • Зохиогчийн тухай:
    • Зохиогчийн нэр
      Quantumrun Foresight
    • Арванхоёрдугаар сар 1, 2022

    Үзэл баримтлалын хураангуй

    Замаг нүүрстөрөгч шингээх чадвар нь уур амьсгалын өөрчлөлтийг сааруулах хамгийн үнэ цэнэтэй хэрэгслийн нэг байж болох юм. Эрдэмтэд хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг бууруулж, байгаль орчинд ээлтэй био түлш бий болгох энэхүү байгалийн үйл явцыг удаан хугацаанд судалсаар ирсэн. Энэхүү хөгжлийн урт хугацааны үр дагавар нь нүүрстөрөгчийн хийн ялгаруулалтын технологийн судалгааг нэмэгдүүлэх, нянгийн өсөлтийг удирдах хиймэл оюун ухааныг ашиглах зэрэг болно.

    Бактери ба CO2 контекст

    Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг (CO2) агаараас зайлуулах хэд хэдэн арга байдаг; Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгчийн урсгалыг бусад хий, бохирдуулагчаас салгах нь ихээхэн зардал шаарддаг. Илүү тогтвортой шийдэл бол замаг гэх мэт бактерийг тариалах бөгөөд тэдгээр нь CO2, ус, нарны гэрлийг хэрэглэж фотосинтезээр эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Эрдэмтэд энэ энергийг био түлш болгон хувиргах арга замыг туршиж байна. 

    2007 онд Канадын Квебек хотын CO2 Solutions компани нүүрстөрөгчийг идэж, бикарбонат болгон хувиргах фермент үйлдвэрлэдэг генийн инженерчлэлийн аргаар боловсруулсан гэдэсний савханцар бактерийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь хор хөнөөлгүй юм. Катализатор нь биореакторын системийн нэг хэсэг бөгөөд чулуужсан түлш ашигладаг цахилгаан станцаас ялгарах ялгарлыг цуглуулах зорилгоор өргөжүүлж болох юм.

    Тэр цагаас хойш технологи, судалгаа дэвшилттэй болсон. 2019 онд АНУ-ын Hypergiant Industries компани Eos биореакторыг бүтээжээ. Гаджет нь 3 x 3 x 7 фут (90 x 90 x 210 см) хэмжээтэй. Үүнийг хотын орчинд байрлуулахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд энэ нь агаараас нүүрстөрөгчийг шингээж авахын зэрэгцээ барилгын нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулах боломжтой цэвэр био түлш үйлдвэрлэдэг. 

    Уг реактор нь Chlorella Vulgaris гэгддэг бичил замаг ашигладаг бөгөөд бусад үйлдвэрүүдээс хамаагүй илүү CO2 шингээдэг гэж үздэг. Замаг нь гуурсан хоолой, усан сан дотор ургаж, агаараар дүүрч, хиймэл гэрэлд өртөж, ургамлыг ургуулж, цуглуулах био түлш үйлдвэрлэхэд шаардлагатай зүйлээ өгдөг. Hypergiant Industries-ийн мэдээлснээр Eos биореактор нь нүүрстөрөгчийг барихдаа модноос 400 дахин илүү үр дүнтэй байдаг. Энэ онцлог нь замаг ургуулах үйл явцыг хянадаг, гэрэл, температур, рН-ийн түвшинг хамгийн их үр дүнд хүргэх машин сургалтын программ хангамжтай холбоотой юм.

    Сөрөг нөлөө

    Ацетон, изопропанол (IPA) зэрэг үйлдвэрлэлийн материалын дэлхийн нийт зах зээл 10 тэрбум ам. Ацетон ба изопропанол нь ариутгагч, ариутгагч бодис бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын (ДЭМБ) санал болгож буй SARS-CoV-2-ын эсрэг өндөр үр дүнтэй ариутгагч бодисуудын нэг болох үндэс суурь юм. Мөн ацетон нь олон полимер болон синтетик утас, сийрэгжүүлэх полиэфир давирхай, цэвэрлэгээний төхөөрөмж, хумсны будаг арилгагчийг уусгагч юм. Эдгээр химийн бодисууд их хэмжээгээр үйлдвэрлэгддэг тул нүүрстөрөгчийн хамгийн том ялгаруулагч юм.

    2022 онд Иллинойс мужийн Баруун хойд их сургуулийн судлаачид нүүрстөрөгчийн дахин боловсруулах фирм Lanza Tech-тэй хамтран нян нь хаягдал CO2-ыг хэрхэн задалж, үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэтэй химийн бодис болгон хувиргах талаар судалжээ. Судлаачид хийн исгэх замаар ацетон ба IPA-г илүү тогтвортой болгохын тулд Clostridium autoethanogenum (анх LanzaTech-д зохион бүтээсэн) бактерийг дахин програмчлахын тулд синтетик биологийн хэрэгслийг ашигласан.

    Энэхүү технологи нь агаар мандлаас хүлэмжийн хийг зайлуулж, химийн бодис үүсгэхийн тулд чулуужсан түлшийг ашигладаггүй. Багийн амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь нүүрстөрөгчийн сөрөг платформыг өргөн хүрээнд хэрэгжүүлбэл хүлэмжийн хийн ялгарлыг бусад аргуудтай харьцуулахад 160 хувиар бууруулах боломжтойг харуулсан. Судалгааны багууд боловсруулсан омог, исгэх арга техникийг өргөжүүлэх боломжтой гэж найдаж байна. Эрдэмтэд бусад чухал химийн бодисуудыг бий болгох хурдан процедурыг боловсруулахын тулд уг процессыг ашиглаж болно.

    Бактери ба CO2-ийн үр дагавар

    CO2-ыг барихын тулд нян ашиглахын үр дагавар нь дараахь зүйлийг агуулж болно. 

    • Төрөл бүрийн хүнд үйлдвэрийн компаниуд нүүрстөрөгчийн 2/бохирдлыг бууруулах, ашигтай хог хаягдлын дайвар бүтээгдэхүүн бий болгох зорилгоор үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүдийн тодорхой хаягдал химийн бодис, материалыг ашиглаж, хувиргах чиглэлээр мэргэшсэн биоинженер замагтай био шинжлэх ухааны фирмүүдтэй гэрээ байгуулдаг. 
    • Нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг бууруулах байгалийн шийдлүүдийн судалгаа, санхүүжилт.
    • Зарим үйлдвэрлэгч компаниуд нүүрстөрөгчийн хий ялгаруулдаг технологийн фирмүүдтэй хамтран ногоон технологид шилжиж, нүүрстөрөгчийн татварын хөнгөлөлтийг авдаг.
    • Далайн төмрийн бордоо, ойжуулалт зэрэг биологийн процессоор дамжуулан нүүрстөрөгчийг шингээхэд анхаардаг олон гарааны бизнес, байгууллагууд.
    • Бактерийн өсөлтийг оновчтой болгох, гарцыг оновчтой болгохын тулд машин сургалтын технологийг ашиглах.
    • Засгийн газрууд 2050 он гэхэд цэвэр тэг амлалтаа биелүүлэхийн тулд бусад нүүрстөрөгчийг барьж авдаг бактерийг олохын тулд судалгааны байгууллагуудтай хамтран ажиллаж байна.

    Анхаарах асуултууд

    • Нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг шийдвэрлэхийн тулд байгалийн шийдлийг ашиглах өөр ямар ашиг тустай вэ?
    • Танай улс нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг хэрхэн шийдэж байна вэ?