Bakteret dhe CO2: Përdorimi i fuqisë së baktereve që hanë karbon

• Author:
• Emri i autorit

  Parashikimi Kuantumrun
• Dhjetor 1, 2022

Përmbledhje e pasqyrës

Aftësitë e algave për thithjen e karbonit mund të jenë një nga mjetet më të vlefshme në zbutjen e ndryshimeve klimatike. Shkencëtarët e kanë studiuar prej kohësh këtë proces natyror për të reduktuar emetimet e gazrave serrë dhe për të krijuar biokarburantet miqësore me mjedisin. Implikimet afatgjata të këtij zhvillimi mund të përfshijnë rritjen e kërkimit mbi teknologjitë e kapjes së karbonit dhe përdorimin e inteligjencës artificiale për të manipuluar rritjen e baktereve.

Konteksti i baktereve dhe CO2

Ka disa metoda për heqjen e dioksidit të karbonit (CO2) nga ajri; megjithatë, ndarja e rrjedhës së karbonit nga gazrat dhe ndotësit e tjerë është e kushtueshme. Zgjidhja më e qëndrueshme është kultivimi i baktereve, si algat, të cilat prodhojnë energji nëpërmjet fotosintezës duke konsumuar CO2, ujë dhe rrezet e diellit. Shkencëtarët kanë eksperimentuar me mënyra për ta transformuar këtë energji në biokarburantet. 

Në vitin 2007, Solutions CO2 në Quebec City të Kanadasë krijoi një lloj bakteri E. coli të modifikuar gjenetikisht që prodhon enzima për të ngrënë karbonin dhe për ta kthyer atë në bikarbonat, i cili është i padëmshëm. Katalizatori është pjesë e një sistemi bioreaktori që mund të zgjerohet për të kapur emetimet nga termocentralet që përdorin lëndë djegëse fosile.

Që atëherë, teknologjia dhe kërkimi kanë përparuar. Në vitin 2019, kompania amerikane Hypergiant Industries krijoi Eos Bioreactor. Pajisja ka përmasa 3 x 3 x 7 këmbë (90 x 90 x 210 cm). Ai synohet të vendoset në mjedise urbane ku kap dhe sekuestron karbonin nga ajri ndërsa prodhon biokarburantet e pastra që mund të zvogëlojnë gjurmën e karbonit të një ndërtese. 

Reaktori përdor mikroalga, një specie e njohur si Chlorella Vulgaris, dhe thuhet se thith shumë më tepër CO2 se çdo bimë tjetër. Algat rriten brenda një sistemi tubash dhe rezervuari brenda pajisjes, të mbushura me ajër dhe të ekspozuara ndaj dritës artificiale, duke i dhënë bimës atë që i nevojitet për t'u rritur dhe për të prodhuar biokarburantet për grumbullim. Sipas Hypergiant Industries, Bioreactor Eos është 400 herë më efektiv në kapjen e karbonit sesa pemët. Kjo veçori është për shkak të softuerit të mësimit të makinerive që mbikëqyr procesin e rritjes së algave, duke përfshirë menaxhimin e dritës, temperaturave dhe niveleve të pH për prodhim maksimal.

Ndikim shkatërrues

Materialet industriale, të tilla si acetoni dhe izopropanoli (IPA), kanë një treg global prej mbi 10 miliardë dollarësh. Acetoni dhe izopropanoli janë një dezinfektues dhe antiseptik që përdoret gjerësisht. Është baza për një nga dy formulimet dezinfektuese të rekomanduara të Organizatës Botërore të Shëndetësisë (OBSH), të cilat janë shumë efektive kundër SARS-CoV-2. Acetoni është gjithashtu një tretës për shumë polimere dhe fibra sintetike, rrëshirë poliesteri hollues, pajisje pastrimi dhe heqës manikyri. Për shkak të prodhimit të tyre me shumicë, këto kimikate janë disa nga emetuesit më të mëdhenj të karbonit.

Në vitin 2022, studiuesit nga Universiteti Northwestern në Illinois bashkëpunuan me firmën e riciklimit të karbonit Lanza Tech për të parë se si bakteret mund të shpërbëjnë mbetjet CO2 dhe ta kthejnë atë në kimikate të vlefshme industriale. Studiuesit përdorën mjete sintetike të biologjisë për të riprogramuar një bakter, Clostridium autoethanogenum (i projektuar fillimisht në LanzaTech), për ta bërë acetonin dhe IPA-në më të qëndrueshme nëpërmjet fermentimit të gazit.

Kjo teknologji eliminon gazrat serrë nga atmosfera dhe nuk përdor lëndë djegëse fosile për të krijuar kimikate. Analiza e ciklit jetësor të ekipit tregoi se platforma karbon-negative, nëse miratohet në një shkallë të gjerë, ka potencialin për të reduktuar emetimet e gazeve serrë me 160 përqind krahasuar me metodat e tjera. Ekipet kërkimore presin që sforcimet e zhvilluara dhe teknika e fermentimit do të jenë në gjendje të rriten. Shkencëtarët mund ta përdorin gjithashtu procesin për të formuluar procedura më të shpejta për krijimin e kimikateve të tjera thelbësore.

Implikimet e baktereve dhe CO2

Implikimet më të gjera të përdorimit të baktereve për të kapur CO2 mund të përfshijnë: 

• Kompanitë në industri të ndryshme të rënda kontraktojnë firma të bioshkencës për të prodhuar alga bioinxhinierike që mund të specializohen për të konsumuar dhe konvertuar kimikatet dhe materialet specifike të mbetjeve nga impiantet e prodhimit, si për të reduktuar prodhimin e CO2/ndotjes dhe për të krijuar nënprodukte fitimprurëse të mbetjeve. 
• Më shumë kërkime dhe financime për zgjidhje natyrore për të kapur emetimet e karbonit.
• Disa kompani prodhuese që bashkëpunojnë me firmat e teknologjisë së kapjes së karbonit për të kaluar në teknologjitë e gjelbra dhe për të mbledhur zbritjet e taksave të karbonit.
• Më shumë startup dhe organizata që fokusohen në sekuestrimin e karbonit përmes proceseve biologjike, duke përfshirë fekondimin e hekurit të oqeanit dhe pyllëzimin.
• Përdorimi i teknologjive të mësimit të makinerive për të përmirësuar rritjen e baktereve dhe për të optimizuar prodhimin.
• Qeveritë që bashkëpunojnë me institucionet kërkimore për të gjetur baktere të tjera që kapin karbonin për të përmbushur zotimet e tyre zero neto deri në vitin 2050.

Pyetje që duhen marrë parasysh

• Cilat janë përfitimet e tjera të mundshme të përdorimit të zgjidhjeve natyrore për të adresuar emetimet e karbonit?
• Si po i trajton vendi juaj emetimet e karbonit?