Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ:

иСтоцк

Бактерије и ЦО2: Искориштавање моћи бактерија које једу угљеник

Научници развијају процесе који подстичу бактерије да апсорбују више емисија угљеника из околине.

Аутор:
ime аутора
Куантумрун Форесигхт
Декабрь 1, 2022

Сажетак увида

Способности алги да апсорбују угљеник могле би да буду једно од највреднијих оруђа у ублажавању климатских промена. Научници су дуго проучавали овај природни процес како би смањили емисију гасова стаклене баште и створили еколошки прихватљива биогорива. Дугорочне импликације овог развоја могле би укључити повећано истраживање технологија хватања угљеника и употребу вештачке интелигенције за манипулацију растом бактерија.

Бактерије и контекст ЦО2

Постоји неколико метода за уклањање угљен-диоксида (ЦО2) из ваздуха; међутим, одвајање тока угљеника од других гасова и загађивача је скупо. Одрживије решење је култивисање бактерија, као што су алге, које производе енергију путем фотосинтезе трошењем ЦО2, воде и сунчеве светлости. Научници су експериментисали са начинима да трансформишу ову енергију у биогорива.

Године 2007. ЦО2 Солутионс у канадском граду Квебек створио је генетски модификован тип бактерије Е. цоли које производе ензиме да поједу угљеник и претварају га у бикарбонат, који је безопасан. Катализатор је део система биореактора који се може проширити да би ухватио емисије из електрана које користе фосилна горива.

Од тада су технологија и истраживања напредовали. У 2019, америчка компанија Хипергиант Индустриес креирала је Еос биореактор. Гаџет је 3 к 3 к 7 стопа (90 к 90 к 210 цм). Предвиђено је да буде постављен у урбаним срединама где хвата и секвестрира угљеник из ваздуха док производи чиста биогорива која потенцијално могу смањити угљенични отисак зграде.

Реактор користи микроалге, врсту познате као Цхлорелла Вулгарис, за коју се каже да апсорбује много више ЦО2 од било које друге биљке. Алге расту унутар система цеви и резервоара унутар уређаја, испуњене ваздухом и изложене вештачкој светлости, дајући биљци оно што јој је потребно за раст и производњу биогорива за сакупљање. Према Хипергиант Индустриес, Еос биореактор је 400 пута ефикаснији у хватању угљеника од дрвећа. Ова функција је због софтвера за машинско учење који надгледа процес узгоја алги, укључујући управљање светлошћу, температуром и пХ нивоима за максималан учинак.

Ометајући утицај

Индустријски материјали, као што су ацетон и изопропанол (ИПА), имају укупно глобално тржиште од преко 10 милијарди долара. Ацетон и изопропанол су дезинфекционо средство и антисептик који се широко користи. То је основа за једну од две препоручене формулације за дезинфекцију Светске здравствене организације (СЗО), које су веома ефикасне против САРС-ЦоВ-2. Ацетон је такође растварач за многе полимере и синтетичка влакна, разређивање полиестерске смоле, опрему за чишћење и средство за уклањање лака за нокте. Због своје масовне производње, ове хемикалије су једни од највећих емитера угљеника.

2022. године, истраживачи са Универзитета Нортхвестерн у Илиноису удружили су се са фирмом за рециклажу угљеника Ланза Тецх да виде како бактерије могу да разбију отпадни ЦО2 и претворе га у вредне индустријске хемикалије. Истраживачи су користили алате синтетичке биологије да репрограмирају бактерију, Цлостридиум аутоетханогенум (првобитно дизајнирану у ЛанзаТецху), да би ацетон и ИПА учинили одрживијим путем ферментације гаса.

Ова технологија елиминише гасове стаклене баште из атмосфере и не користи фосилна горива за стварање хемикалија. Анализа животног циклуса тима показала је да платформа са негативним утицајем на угљеник, ако се усвоји у великим размерама, има потенцијал да смањи емисије гасова стаклене баште за 160 процената у поређењу са другим методама. Истраживачки тимови очекују да ће развијени сојеви и техника ферментације моћи да се повећају. Научници би такође могли да користе процес за формулисање бржих процедура за стварање других есенцијалних хемикалија.

Импликације бактерија и ЦО2

Шире импликације употребе бактерија за хватање ЦО2 могу укључивати:

Компаније у различитим тешким индустријама које уговарају бионаучне фирме за биоинжењеринг алги које се могу специјализовати да конзумирају и претварају специфичне отпадне хемикалије и материјале из производних постројења, како за смањење производње ЦО2/загађења тако и за стварање профитабилних нуспроизвода отпада.
Више истраживања и финансирања за природна решења за прикупљање емисија угљеника.
Неке производне компаније се удружују са технолошким фирмама за хватање угљеника како би прешле на зелене технологије и прикупиле попусте на порез на угљеник.
Више стартапова и организација које се фокусирају на секвестрацију угљеника кроз биолошке процесе, укључујући ђубрење гвожђа у океану и пошумљавање.
Употреба технологија машинског учења за усмеравање раста бактерија и оптимизацију резултата.
Владе у партнерству са истраживачким институцијама како би пронашле друге бактерије које хватају угљеник како би испуниле своја обећања до 2050. године.