Baktéri jeung CO2: Harnessing kakuatan baktéri-dahar karbon

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• Désémber 1, 2022

Ringkesan wawasan

Kamampuhan nyerep karbon alga tiasa janten salah sahiji alat anu paling berharga pikeun ngirangan perubahan iklim. Élmuwan parantos lami ngulik prosés alam ieu pikeun ngirangan émisi gas rumah kaca sareng nyiptakeun biofuel anu ramah lingkungan. Implikasi jangka panjang tina pamekaran ieu tiasa kalebet paningkatan panalungtikan ngeunaan téknologi néwak karbon sareng panggunaan intelijen buatan pikeun ngamanipulasi kamekaran baktéri.

Baktéri jeung CO2 konteks

Aya sababaraha cara pikeun ngaleungitkeun karbon dioksida (CO2) tina hawa; kumaha oge, misahkeun aliran karbon ti gas sejen tur polutan mahal. Solusi anu langkung sustainable nyaéta ngokolakeun baktéri, sapertos ganggang, anu ngahasilkeun énergi ngaliwatan fotosintésis ku cara ngonsumsi CO2, cai, sareng sinar panonpoé. Élmuwan geus ékspérimén kalawan cara pikeun ngarobah énergi ieu jadi biofuel. 

Taun 2007, Solusi CO2 Kota Quebec Kanada nyiptakeun jinis baktéri E. coli anu direkayasa genetik anu ngahasilkeun énzim pikeun ngadahar karbon sareng janten bikarbonat, anu henteu bahaya. Katalis mangrupa bagian tina sistem bioréaktor anu bisa dilegaan pikeun nangkep émisi tina pembangkit listrik anu ngagunakeun bahan bakar fosil.

Saprak harita, téhnologi jeung panalungtikan geus maju. Taun 2019, perusahaan AS Hypergiant Industries nyiptakeun Eos Bioreactor. Gadgetna ukuranana 3 x 3 x 7 kaki (90 x 90 x 210 cm). Hal ieu dimaksudkeun pikeun ditempatkeun dina setélan urban dimana eta ngarebut sarta sequesters karbon tina hawa bari ngahasilkeun biofuel bersih nu berpotensi bisa ngurangan tapak suku karbon wangunan urang. 

Réaktor ngagunakeun microalgae, spésiés katelah Chlorella Vulgaris, sarta cenah nyerep CO2 jauh leuwih loba batan tutuwuhan lianna. Ganggang tumuwuh di jero sistem tabung jeung waduk dina gadget, ngeusi hawa sarta kakeunaan cahaya jieunan, méré tutuwuhan naon nu diperlukeun pikeun tumuwuh sarta ngahasilkeun biofuel pikeun ngumpulkeun. Numutkeun kana Hypergiant Industries, Eos Bioreactor 400 kali langkung efektif pikeun nangkep karbon tibatan tangkal. Fitur ieu disababkeun ku parangkat lunak pembelajaran mesin anu ngawaskeun prosés ngembang ganggang, kalebet ngatur cahaya, suhu, sareng tingkat pH pikeun kaluaran maksimal.

Dampak ngaganggu

Bahan industri, sapertos aseton sareng isopropanol (IPA), gaduh total pasar global langkung ti $10 milyar USD. Aseton sareng isopropanol mangrupikeun disinféktan sareng antiseptik anu seueur dianggo. Éta dasar pikeun salah sahiji dua formulasi sanitizer anu disarankeun ku Organisasi Kaséhatan Dunia (WHO), anu pohara efektif ngalawan SARS-CoV-2. Acetone ogé mangrupa pangleyur pikeun loba polimér jeung serat sintétik, thinning résin poliéster, parabot beberesih, sarta remover Polandia kuku. Kusabab produksi bulk maranéhanana, bahan kimia ieu sababaraha emitters karbon pangbadagna.

Taun 2022, peneliti ti Northwestern University di Illinois gawé bareng sareng firma daur ulang karbon Lanza Tech pikeun ningali kumaha baktéri tiasa ngarecah runtah CO2 sareng janten bahan kimia industri anu berharga. Para panalungtik ngagunakeun parabot biologi sintétik pikeun reprogram baktéri, Clostridium autoethanogenum (asalna dirancang di LanzaTech), sangkan aseton jeung IPA leuwih sustainably ngaliwatan fermentasi gas.

Téknologi ieu ngaleungitkeun gas rumah kaca tina atmosfir sareng henteu nganggo bahan bakar fosil pikeun nyiptakeun bahan kimia. Analisis siklus kahirupan tim nunjukkeun yén platform karbon-négatip, upami diadopsi dina skala ageung, berpotensi ngirangan émisi gas rumah kaca ku 160 persén dibandingkeun sareng metode sanés. Tim peneliti ngaharepkeun yén galur anu dikembangkeun sareng téknik fermentasi bakal tiasa ningkat. Élmuwan ogé tiasa nganggo prosés pikeun ngarumuskeun prosedur anu langkung gancang pikeun nyiptakeun bahan kimia penting anu sanés.

Implikasi baktéri jeung CO2

Implikasi anu langkung ageung tina ngagunakeun baktéri pikeun néwak CO2 tiasa kalebet: 

• Pausahaan di industri beurat rupa-rupa kontrak firms bioscience ka bioengineer ganggang nu bisa husus pikeun meakeun jeung ngarobah kimia runtah husus sarta bahan tina pabrik produksi, duanana pikeun ngurangan CO2 / kaluaran polusi jeung nyieun produk samping runtah nguntungkeun. 
• Langkung seueur panalungtikan sareng dana pikeun solusi alami pikeun nangkep émisi karbon.
• Sababaraha perusahaan manufaktur gawé bareng sareng firma téknologi néwak karbon pikeun transisi ka téknologi héjo sareng ngumpulkeun potongan pajak karbon.
• Langkung seueur startup sareng organisasi anu fokus kana panyerapan karbon ngaliwatan prosés biologis, kalebet fértilisasi beusi sagara sareng aforestasi.
• Pamakéan téknologi learning machine pikeun streamline tumuwuhna baktéri jeung ngaoptimalkeun kaluaran.
• Pamaréntah gawé bareng jeung lembaga panalungtikan pikeun manggihan baktéri karbon-nangkep séjén pikeun minuhan janji net enol maranéhanana ku 2050.

Patarosan anu kedah diperhatoskeun

• Naon mangpaat poténsi séjén tina ngagunakeun solusi alami pikeun ngatasi émisi karbon?
• Kumaha nagara anjeun ngungkulan émisi karbonna?