Bactérias e CO2: aproveitando o poder das bactérias comedoras de carbono

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Bactérias e CO2: aproveitando o poder das bactérias comedoras de carbono

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Bactérias e CO2: aproveitando o poder das bactérias comedoras de carbono

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Os cientistas estão desenvolvendo processos que estimulam as bactérias a absorver mais emissões de carbono do meio ambiente.
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      Previsão Quantumrun
    • 1 de dezembro de 2022

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    A capacidade de absorção de carbono das algas pode ser uma das ferramentas mais valiosas para mitigar as mudanças climáticas. Os cientistas há muito estudam esse processo natural para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e criar biocombustíveis ecologicamente corretos.

    Bactérias e contexto de CO2

    Existem vários métodos de remoção de dióxido de carbono (CO2) do ar; no entanto, separar o fluxo de carbono de outros gases e poluentes é caro. A solução mais sustentável é cultivar bactérias, como algas, que produzem energia por meio da fotossíntese consumindo CO2, água e luz solar. Os cientistas têm experimentado maneiras de transformar essa energia em biocombustíveis. 

    Em 2007, a canadense Quebec City's CO2 Solutions criou um tipo de bactéria E. coli geneticamente modificada que produz enzimas para comer carbono e transformá-lo em bicarbonato, que é inofensivo. O catalisador faz parte de um sistema de biorreator que pode ser expandido para capturar emissões de usinas que utilizam combustíveis fósseis.

    Desde então, a tecnologia e a pesquisa avançaram. Em 2019, a empresa norte-americana Hypergiant Industries criou o Eos Bioreactor. O gadget tem 3 x 3 x 7 pés (90 x 90 x 210 cm) de tamanho. Destina-se a ser colocado em ambientes urbanos onde captura e sequestra carbono do ar enquanto produz biocombustíveis limpos que podem potencialmente reduzir a pegada de carbono de um edifício. 

    O reator usa microalgas, uma espécie conhecida como Chlorella Vulgaris, que absorve muito mais CO2 do que qualquer outra planta. As algas crescem dentro de um sistema de tubos e reservatório dentro do aparelho, cheios de ar e expostos à luz artificial, dando à planta o que ela precisa para crescer e produzir biocombustíveis para coleta. De acordo com a Hypergiant Industries, o biorreator Eos é 400 vezes mais eficaz na captura de carbono do que as árvores. Esse recurso se deve ao software de aprendizado de máquina que supervisiona o processo de cultivo de algas, incluindo o gerenciamento de luz, temperaturas e níveis de pH para produção máxima.

    Impacto disruptivo

    Materiais industriais, como acetona e isopropanol (IPA), têm um mercado global total de mais de US$ 10 bilhões. A acetona e o isopropanol são desinfetantes e antissépticos amplamente utilizados. É a base para uma das duas formulações de desinfetantes recomendadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS), altamente eficazes contra o SARS-CoV-2. A acetona também é um solvente para muitos polímeros e fibras sintéticas, diluindo a resina de poliéster, equipamentos de limpeza e removedor de esmalte. Por causa de sua produção em massa, esses produtos químicos são alguns dos maiores emissores de carbono.

    Em 2022, pesquisadores da Northwestern University em Illinois fizeram parceria com a empresa de reciclagem de carbono Lanza Tech para ver como as bactérias podem decompor o CO2 residual e transformá-lo em produtos químicos industriais valiosos. Os pesquisadores usaram ferramentas de biologia sintética para reprogramar uma bactéria, Clostridium autoethanogenum (originalmente projetada na LanzaTech), para produzir acetona e IPA de forma mais sustentável por meio da fermentação gasosa.

    Essa tecnologia elimina os gases de efeito estufa da atmosfera e não usa combustíveis fósseis para criar produtos químicos. A análise do ciclo de vida da equipe mostrou que a plataforma de carbono negativo, se adotada em larga escala, tem o potencial de reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 160% em comparação com outros métodos. As equipes de pesquisa esperam que as cepas desenvolvidas e a técnica de fermentação possam ser ampliadas. Os cientistas também podem usar o processo para formular procedimentos mais rápidos para a criação de outros produtos químicos essenciais.

    Implicações de bactérias e CO2

    Implicações mais amplas do uso de bactérias para capturar CO2 podem incluir: 

    • Empresas em diversas indústrias pesadas que contratam empresas de biociência para bioengenharia de algas que podem ser especializadas para consumir e converter os resíduos químicos e materiais específicos das plantas de produção, tanto para reduzir a emissão de CO2/poluição quanto para criar subprodutos de resíduos lucrativos. 
    • Mais pesquisa e financiamento para soluções naturais para capturar as emissões de carbono.
    • Algumas empresas de manufatura fazem parceria com empresas de tecnologia de captura de carbono para fazer a transição para tecnologias verdes e coletar descontos de impostos sobre carbono.
    • Mais startups e organizações com foco no sequestro de carbono por meio de processos biológicos, incluindo a fertilização e o reflorestamento de ferro nos oceanos.
    • O uso de tecnologias de aprendizado de máquina para simplificar o crescimento de bactérias e otimizar a produção.
    • Governos em parceria com instituições de pesquisa para encontrar outras bactérias de captura de carbono para cumprir suas promessas de zero líquido até 2050.

    Perguntas para comentar

    • Quais são os outros benefícios potenciais do uso de soluções naturais para lidar com as emissões de carbono?
    • Como seu país está lidando com suas emissões de carbono?

    Referências de insights

    Os seguintes links populares e institucionais foram referenciados para esta percepção: