Bacteriile și CO2: Valorificarea puterii bacteriilor care mănâncă carbon

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• December 1, 2022

Rezumat perspectivă

Abilitățile de absorbție a carbonului ale algelor ar putea fi unul dintre cele mai valoroase instrumente în atenuarea schimbărilor climatice. Oamenii de știință au studiat de mult acest proces natural pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră și pentru a crea biocombustibili ecologici. Implicațiile pe termen lung ale acestei dezvoltări ar putea include cercetări sporite privind tehnologiile de captare a carbonului și utilizarea inteligenței artificiale pentru a manipula creșterea bacteriilor.

Contextul bacteriilor și CO2

Există mai multe metode de îndepărtare a dioxidului de carbon (CO2) din aer; cu toate acestea, separarea fluxului de carbon de alte gaze și poluanți este costisitoare. Soluția mai durabilă este cultivarea bacteriilor, cum ar fi algele, care produc energie prin fotosinteză prin consumul de CO2, apă și lumina soarelui. Oamenii de știință au experimentat modalități de a transforma această energie în biocombustibili. 

În 2007, soluțiile CO2 din Quebec City din Canada au creat un tip de bacterii E. coli modificate genetic, care produc enzime pentru a consuma carbon și a-l transforma în bicarbonat, care este inofensiv. Catalizatorul face parte dintr-un sistem de bioreactor care poate fi extins pentru a capta emisiile de la centralele electrice care folosesc combustibili fosili.

De atunci, tehnologia și cercetarea au avansat. În 2019, compania americană Hypergiant Industries a creat Eos Bioreactor. Gadgetul are dimensiunea de 3 x 3 x 7 picioare (90 x 90 x 210 cm). Este destinat să fie amplasat în medii urbane, unde captează și captează carbonul din aer, producând în același timp biocombustibili curați care pot reduce amprenta de carbon a unei clădiri. 

Reactorul folosește microalge, o specie cunoscută sub numele de Chlorella Vulgaris și se spune că absoarbe mult mai mult CO2 decât orice altă plantă. Algele cresc într-un sistem de tuburi și un rezervor în interiorul gadgetului, umplut cu aer și expuse la lumină artificială, oferind plantei ceea ce are nevoie pentru a crește și a produce biocombustibili pentru colectare. Potrivit Hypergiant Industries, Bioreactorul Eos este de 400 de ori mai eficient la captarea carbonului decât copacii. Această caracteristică se datorează software-ului de învățare automată care supraveghează procesul de creștere a algelor, inclusiv gestionarea luminii, temperaturilor și nivelurilor de pH pentru o putere maximă.

Impact perturbator

Materialele industriale, cum ar fi acetona și izopropanolul (IPA), au o piață globală totală de peste 10 miliarde USD. Acetona și izopropanolul sunt un dezinfectant și antiseptic care este utilizat pe scară largă. Este baza pentru una dintre cele două formulări de dezinfectante recomandate de Organizația Mondială a Sănătății (OMS), care sunt foarte eficiente împotriva SARS-CoV-2. Acetona este, de asemenea, un solvent pentru mulți polimeri și fibre sintetice, rășină poliesterică de subțiere, echipamente de curățare și agent de îndepărtare a lacului de unghii. Datorită producției lor în vrac, aceste substanțe chimice sunt unele dintre cele mai mari emițătoare de carbon.

În 2022, cercetătorii de la Universitatea Northwestern din Illinois au colaborat cu firma de reciclare a carbonului Lanza Tech pentru a vedea cum bacteriile pot descompune CO2 rezidual și îl pot transforma în substanțe chimice industriale valoroase. Cercetătorii au folosit instrumente de biologie sintetică pentru a reprograma o bacterie, Clostridium autoethanogenum (proiectată inițial la LanzaTech), pentru a face acetona și IPA mai sustenabil prin fermentarea gazului.

Această tehnologie elimină gazele cu efect de seră din atmosferă și nu utilizează combustibili fosili pentru a crea substanțe chimice. Analiza ciclului de viață a echipei a arătat că platforma cu carbon negativ, dacă este adoptată la scară largă, are potențialul de a reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu 160% în comparație cu alte metode. Echipele de cercetare se așteaptă ca tulpinile dezvoltate și tehnica de fermentație să se poată extinde. Oamenii de știință ar putea folosi, de asemenea, procesul pentru a formula proceduri mai rapide pentru crearea altor substanțe chimice esențiale.

Implicațiile bacteriilor și ale CO2

Implicațiile mai largi ale utilizării bacteriilor pentru a capta CO2 pot include: 

• Companii din diverse industrii grele care contractează firme de bioștiință pentru a dezvolta alge bioinginerești care pot fi specializate să consume și să transforme substanțele chimice și materialele specifice deșeurilor din fabricile de producție, atât pentru a reduce producția de CO2/poluare, cât și pentru a crea deșeuri profitabile. 
• Mai multe cercetări și finanțare pentru soluții naturale de captare a emisiilor de carbon.
• Unele companii de producție care fac parteneriate cu firme de tehnologie de captare a carbonului pentru a trece la tehnologii verzi și pentru a colecta reduceri de taxe pe carbon.
• Mai multe startup-uri și organizații care se concentrează pe captarea carbonului prin procese biologice, inclusiv fertilizarea cu fier oceanic și împădurirea.
• Utilizarea tehnologiilor de învățare automată pentru a eficientiza creșterea bacteriilor și a optimiza producția.
• Guvernele în parteneriat cu instituții de cercetare pentru a găsi alte bacterii care captează carbonul pentru a-și îndeplini angajamentele nete zero până în 2050.

Întrebări de luat în considerare

• Care sunt celelalte beneficii potențiale ale utilizării soluțiilor naturale pentru a aborda emisiile de carbon?
• Cum abordează țara dvs. emisiile de carbon?