Bakteria na CO2: Kutumia nguvu za bakteria zinazokula kaboni

MKOPO WA PICHA:
Mkopo wa picha
Stock

Bakteria na CO2: Kutumia nguvu za bakteria zinazokula kaboni

Bakteria na CO2: Kutumia nguvu za bakteria zinazokula kaboni

Maandishi ya kichwa kidogo
Wanasayansi wanatengeneza michakato ambayo inahimiza bakteria kunyonya uzalishaji zaidi wa kaboni kutoka kwa mazingira.
    • mwandishi:
    • mwandishi jina
      Mtazamo wa Quantumrun
    • Desemba 1, 2022

    Muhtasari wa maarifa

    Uwezo wa mwani wa kunyonya kaboni unaweza kuwa moja ya zana muhimu sana katika kupunguza mabadiliko ya hali ya hewa. Wanasayansi wamesoma kwa muda mrefu mchakato huu wa asili ili kupunguza uzalishaji wa gesi chafu na kuunda biofueli rafiki kwa mazingira. Athari za muda mrefu za maendeleo haya zinaweza kujumuisha kuongezeka kwa utafiti juu ya teknolojia ya kukamata kaboni na matumizi ya akili ya bandia kudhibiti ukuaji wa bakteria.

    Bakteria na muktadha wa CO2

    Kuna mbinu kadhaa za kuondoa kaboni dioksidi (CO2) kutoka kwa hewa; hata hivyo, kutenganisha mkondo wa kaboni kutoka kwa gesi nyingine na vichafuzi ni gharama kubwa. Suluhisho endelevu zaidi ni kukuza bakteria, kama vile mwani, ambao hutoa nishati kupitia usanisinuru kwa kuteketeza CO2, maji na mwanga wa jua. Wanasayansi wamekuwa wakijaribu njia za kubadilisha nishati hii kuwa nishati ya mimea. 

    Mnamo 2007, Co2 Solutions ya Jiji la Quebec la Kanada iliunda aina ya bakteria ya E. koli iliyobuniwa kijenetiki ambayo hutoa vimeng'enya vya kula kaboni na kuigeuza kuwa bicarbonate, ambayo haina madhara. Kichocheo hicho ni sehemu ya mfumo wa kibaolojia ambao unaweza kupanuliwa ili kunasa hewa chafu kutoka kwa mitambo inayotumia nishati ya kisukuku.

    Tangu wakati huo, teknolojia na utafiti umeendelea. Mnamo mwaka wa 2019, kampuni ya Amerika ya Hypergiant Industries iliunda Eos Bioreactor. Kifaa kina ukubwa wa futi 3 x 3 x 7 (90 x 90 x 210 cm) kwa ukubwa. Inakusudiwa kuwekwa katika mazingira ya mijini ambapo inanasa na kutega kaboni kutoka angani huku ikizalisha nishati safi ya mimea ambayo inaweza kupunguza kiwango cha kaboni cha jengo. 

    Kinu hutumia mwani, spishi inayojulikana kama Chlorella Vulgaris, na inasemekana kunyonya CO2 zaidi kuliko mmea mwingine wowote. Mwani hukua ndani ya mfumo wa mirija na hifadhi ndani ya kifaa, iliyojaa hewa na kuangaziwa na mwanga wa bandia, na hivyo kuupa mmea kile kinachohitaji kukua na kuzalisha nishati ya mimea kwa ajili ya kukusanya. Kulingana na Hypergiant Industries, Eos Bioreactor ina ufanisi mara 400 zaidi katika kunasa kaboni kuliko miti. Kipengele hiki kinatokana na programu ya mashine ya kujifunza ambayo inasimamia mchakato wa kukuza mwani, ikiwa ni pamoja na kudhibiti mwanga, halijoto na viwango vya pH ili kutoa matokeo ya juu zaidi.

    Athari ya usumbufu

    Nyenzo za viwandani, kama vile asetoni na isopropanoli (IPA), zina jumla ya soko la kimataifa la zaidi ya dola bilioni 10 za Kimarekani. Acetone na isopropanol ni disinfectant na antiseptic ambayo hutumiwa sana. Ni msingi wa mojawapo ya viunda viwili vya sanitizer vilivyopendekezwa na Shirika la Afya Duniani (WHO), ambavyo vina ufanisi mkubwa dhidi ya SARS-CoV-2. Asetoni pia ni kutengenezea kwa polima nyingi na nyuzi sintetiki, resini nyembamba ya polyester, vifaa vya kusafisha, na kiondoa rangi ya kucha. Kwa sababu ya uzalishaji wao kwa wingi, kemikali hizi ni baadhi ya vitoa kaboni vikubwa zaidi.

    Mnamo 2022, watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Northwestern huko Illinois walishirikiana na kampuni ya kuchakata kaboni ya Lanza Tech kuona jinsi bakteria wanaweza kuvunja taka CO2 na kuigeuza kuwa kemikali muhimu za viwandani. Watafiti walitumia zana za sintetiki za baiolojia kupanga upya bakteria, Clostridium autoethanogenum (iliyoundwa awali katika LanzaTech), ili kufanya asetoni na IPA kuwa endelevu zaidi kupitia uchachushaji wa gesi.

    Teknolojia hii huondoa gesi chafu kwenye angahewa na haitumii nishati ya kisukuku kuunda kemikali. Uchambuzi wa mzunguko wa maisha wa timu ulionyesha kuwa jukwaa la kaboni-hasi, ikiwa litapitishwa kwa kiwango kikubwa, lina uwezo wa kupunguza uzalishaji wa gesi chafu kwa asilimia 160 ikilinganishwa na mbinu nyingine. Timu za utafiti zinatarajia kwamba aina zilizotengenezwa na mbinu ya uchachishaji itaweza kuongezeka. Wanasayansi wanaweza pia kutumia mchakato huo kuunda taratibu za haraka za kuunda kemikali zingine muhimu.

    Athari za bakteria na CO2

    Athari pana za kutumia bakteria kukamata CO2 zinaweza kujumuisha: 

    • Makampuni katika tasnia mbalimbali nzito zinazotoa kandarasi kwa kampuni za sayansi ya baiolojia kwa mwani wa bioengineer ambao unaweza kuwa maalumu kutumia na kubadilisha kemikali taka na nyenzo mahususi kutoka kwa mitambo ya uzalishaji, zote mbili ili kupunguza CO2/tokeo la uchafuzi wa mazingira na kuunda taka zenye faida. 
    • Utafiti zaidi na ufadhili wa suluhisho asilia ili kunasa uzalishaji wa kaboni.
    • Baadhi ya makampuni ya utengenezaji yanayoshirikiana na makampuni ya teknolojia ya kukamata kaboni hadi kufikia teknolojia ya kijani kibichi na kukusanya punguzo la kodi ya kaboni.
    • Anzisho zaidi na mashirika yanayozingatia uchukuaji kaboni kupitia michakato ya kibaolojia, ikijumuisha urutubishaji wa chuma baharini na upandaji miti.
    • Matumizi ya teknolojia ya mashine kujifunza ili kurahisisha ukuaji wa bakteria na kuboresha matokeo.
    • Serikali zinazoshirikiana na taasisi za utafiti kutafuta bakteria wengine wanaonasa kaboni ili kutimiza ahadi zao za sifuri ifikapo 2050.

    Maswali ya kuzingatia

    • Je, ni faida gani nyingine zinazowezekana za kutumia suluhu za asili kushughulikia utoaji wa kaboni?
    • Je, nchi yako inashughulikia vipi utoaji wake wa kaboni?

    Marejeleo ya maarifa

    Viungo vifuatavyo maarufu na vya kitaasisi vilirejelewa kwa maarifa haya: