Batterji u CO2: L-użu tal-qawwa tal-batterji li jieklu l-karbonju

• awtur:
• isem awtur

  Quantumrun Foresight
• Diċembru 1, 2022

Sommarju tal-għarfien

L-abbiltajiet tal-alka li jassorbu l-karbonju jistgħu jkunu waħda mill-aktar għodod siewja fil-mitigazzjoni tat-tibdil fil-klima. Ix-xjentisti ilhom jistudjaw dan il-proċess naturali biex inaqqsu l-emissjonijiet tal-gassijiet serra u joħolqu bijokarburanti li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent. L-implikazzjonijiet fit-tul ta’ dan l-iżvilupp jistgħu jinkludu żieda fir-riċerka dwar it-teknoloġiji tal-qbid tal-karbonju u l-użu ta’ intelliġenza artifiċjali biex timmanipula t-tkabbir tal-batterja.

Il-kuntest tal-batterji u tas-CO2

Hemm diversi metodi biex jitneħħa d-dijossidu tal-karbonju (CO2) mill-arja; madankollu, is-separazzjoni tal-fluss tal-karbonju minn gassijiet u sustanzi li jniġġsu oħra hija għalja. Is-soluzzjoni aktar sostenibbli hija l-kultivazzjoni ta’ batterji, bħall-alka, li jipproduċu l-enerġija permezz tal-fotosintesi billi jikkunsmaw is-CO2, l-ilma u d-dawl tax-xemx. Ix-xjentisti ilhom jesperimentaw b'modi kif tittrasformaw din l-enerġija f'bijokarburanti. 

Fl-2007, is-Soluzzjonijiet tas-CO2 tal-Belt ta 'Quebec tal-Kanada ħolqu tip ta' inġinerija ġenetika ta 'batterji E. coli li jipproduċu enzimi biex jieklu karbonju u jibdluh f'bikarbonat, li ma jagħmilx ħsara. Il-katalizzatur huwa parti minn sistema ta 'bijoreattur li tista' tiġi estiża biex jaqbad emissjonijiet minn impjanti tal-enerġija li jużaw fjuwils fossili.

Minn dakinhar, it-teknoloġija u r-riċerka avvanzati. Fl-2019, il-kumpanija Amerikana Hypergiant Industries ħolqot l-Eos Bioreactor. Il-gadget huwa 3 x 3 x 7 piedi (90 x 90 x 210 cm) fid-daqs. Huwa maħsub biex jitqiegħed f'ambjenti urbani fejn jaqbad u jaħrab il-karbonju mill-arja filwaqt li jipproduċi bijokarburanti nodfa li jistgħu potenzjalment inaqqsu l-marka tal-karbonju ta' bini. 

Ir-reattur juża mikroalka, speċi magħrufa bħala Chlorella Vulgaris, u jingħad li jassorbi ħafna aktar CO2 minn kwalunkwe pjanta oħra. L-alka tikber ġewwa sistema ta 'tubi u ġibjun fi ħdan il-gadget, mimlija bl-arja u esposta għal dawl artifiċjali, li tagħti lill-pjanta dak li teħtieġ biex tikber u tipproduċi bijokarburanti għall-ġbir. Skont Hypergiant Industries, l-Eos Bioreactor huwa 400 darba aktar effettiv fil-qbid tal-karbonju mis-siġar. Din il-karatteristika hija dovuta għas-softwer tat-tagħlim tal-magni li jissorvelja l-proċess tat-tkabbir tal-alka, inkluż il-ġestjoni tad-dawl, it-temperaturi u l-livelli tal-pH għall-produzzjoni massima.

Impatt li jfixkel

Materjali industrijali, bħall-aċetun u l-isopropanol (IPA), għandhom suq globali totali ta 'aktar minn $10 biljun USD. L-aċetun u l-isopropanol huma diżinfettant u antisettiku li jintuża ħafna. Hija l-bażi għal waħda miż-żewġ formulazzjonijiet ta' sanitizer rakkomandati mill-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa (WHO), li huma effettivi ħafna kontra s-SARS-CoV-2. L-aċetun huwa wkoll solvent għal ħafna polimeri u fibri sintetiċi, reżina tal-poliester li tnaqqas, tagħmir tat-tindif, u remover tal-lustrar tad-dwiefer. Minħabba l-produzzjoni bl-ingrossa tagħhom, dawn il-kimiċi huma wħud mill-akbar emittenti tal-karbonju.

Fl-2022, riċerkaturi mill-Università Northwestern f'Illinois ssieħbu mad-ditta tar-riċiklaġġ tal-karbonju Lanza Tech biex jaraw kif il-batterji jistgħu jkissru l-iskart tas-CO2 u jibdluh f'kimiċi industrijali siewja. Ir-riċerkaturi użaw għodod tal-bijoloġija sintetika biex jipprogrammaw mill-ġdid batterju, Clostridium autoethanogenum (oriġinarjament iddisinjat f'LanzaTech), biex jagħmlu l-aċetun u l-IPA b'mod aktar sostenibbli permezz tal-fermentazzjoni tal-gass.

Din it-teknoloġija telimina l-gassijiet serra mill-atmosfera u ma tużax fjuwils fossili biex toħloq kimiċi. L-analiżi taċ-ċiklu tal-ħajja tat-tim uriet li l-pjattaforma negattiva tal-karbonju, jekk tiġi adottata fuq skala kbira, għandha l-potenzjal li tnaqqas l-emissjonijiet tal-gassijiet serra b'160 fil-mija meta mqabbla ma 'metodi oħra. It-timijiet ta 'riċerka jistennew li r-razez żviluppati u t-teknika ta' fermentazzjoni se jkunu jistgħu jiżdiedu. Ix-xjentisti jistgħu wkoll jużaw il-proċess biex jifformulaw proċeduri aktar mgħaġġla għall-ħolqien ta 'kimiċi essenzjali oħra.

Implikazzjonijiet ta' batterji u CO2

Implikazzjonijiet usa' tal-użu ta' batterji biex jaqbad is-CO2 jistgħu jinkludu: 

• Kumpaniji f'diversi industriji tqal li jikkuntrattaw ditti tal-bijoxjenza biex jagħmlu l-alka tal-bijoinġinerija li jistgħu jkunu speċjalizzati biex jikkunsmaw u jikkonvertu l-iskart kimiċi u materjali speċifiċi mill-impjanti tal-produzzjoni, kemm biex inaqqsu l-produzzjoni tas-CO2/tniġġis kif ukoll biex joħolqu prodotti sekondarji ta 'skart profittabbli. 
• Aktar riċerka u finanzjament għal soluzzjonijiet naturali biex jinqabdu l-emissjonijiet tal-karbonju.
• Xi kumpaniji tal-manifattura li jissieħbu ma' ditti tat-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju biex jagħmlu tranżizzjoni għal teknoloġiji ekoloġiċi u jiġbru tnaqqis fit-taxxa tal-karbonju.
• Aktar startups u organizzazzjonijiet li jiffokaw fuq is-sekwestru tal-karbonju permezz ta' proċessi bijoloġiċi, inklużi l-fertilizzazzjoni tal-ħadid tal-oċeani u l-afforestazzjoni.
• L-użu ta 'teknoloġiji ta' tagħlim tal-magni biex jissimplifikaw it-tkabbir tal-batterji u jottimizzaw il-produzzjoni.
• Gvernijiet li jissieħbu ma’ istituzzjonijiet ta’ riċerka biex isibu batterji oħra li jaqbdu l-karbonju biex iwettqu l-wegħdiet nett żero tagħhom sal-2050.

Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

• X'inhuma l-benefiċċji potenzjali l-oħra tal-użu ta' soluzzjonijiet naturali biex jiġu indirizzati l-emissjonijiet tal-karbonju?
• Pajjiżek kif qed jindirizza l-emissjonijiet tal-karbonju tiegħu?