బాక్టీరియా మరియు CO2: కార్బన్-తినే బ్యాక్టీరియా యొక్క శక్తిని ఉపయోగించడం

చిత్రం క్రెడిట్:
చిత్రం క్రెడిట్
iStock

బాక్టీరియా మరియు CO2: కార్బన్-తినే బ్యాక్టీరియా యొక్క శక్తిని ఉపయోగించడం

బాక్టీరియా మరియు CO2: కార్బన్-తినే బ్యాక్టీరియా యొక్క శక్తిని ఉపయోగించడం

ఉపశీర్షిక వచనం
పర్యావరణం నుండి ఎక్కువ కార్బన్ ఉద్గారాలను గ్రహించడానికి బ్యాక్టీరియాను ప్రోత్సహించే ప్రక్రియలను శాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.
    • రచయిత గురించి:
    • రచయిత పేరు
      క్వాంటమ్రన్ దూరదృష్టి
    • డిసెంబర్ 1, 2022

    అంతర్దృష్టి సారాంశం

    వాతావరణ మార్పులను తగ్గించడంలో ఆల్గే యొక్క కార్బన్-శోషక సామర్ధ్యాలు అత్యంత విలువైన సాధనాల్లో ఒకటి. గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను తగ్గించడానికి మరియు పర్యావరణ అనుకూల జీవ ఇంధనాలను రూపొందించడానికి శాస్త్రవేత్తలు ఈ సహజ ప్రక్రియను చాలా కాలంగా అధ్యయనం చేశారు. ఈ అభివృద్ధి యొక్క దీర్ఘకాలిక చిక్కులు కార్బన్ క్యాప్చర్ టెక్నాలజీలపై పరిశోధన మరియు బ్యాక్టీరియా పెరుగుదలను మార్చటానికి కృత్రిమ మేధస్సును ఉపయోగించడం వంటివి కలిగి ఉండవచ్చు.

    బాక్టీరియా మరియు CO2 సందర్భం

    గాలి నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2) ను తొలగించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి; అయినప్పటికీ, ఇతర వాయువులు మరియు కాలుష్య కారకాల నుండి కార్బన్ ప్రవాహాన్ని వేరు చేయడం ఖరీదైనది. CO2, నీరు మరియు సూర్యరశ్మిని తీసుకోవడం ద్వారా కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే ఆల్గే వంటి బ్యాక్టీరియాను పెంపొందించడం మరింత స్థిరమైన పరిష్కారం. శాస్త్రవేత్తలు ఈ శక్తిని జీవ ఇంధనాలుగా మార్చే మార్గాలపై ప్రయోగాలు చేస్తున్నారు. 

    2007లో, కెనడా యొక్క క్యూబెక్ సిటీ యొక్క CO2 సొల్యూషన్స్ ఒక జన్యు ఇంజనీరింగ్ రకం E. coli బ్యాక్టీరియాను సృష్టించింది, ఇది కార్బన్‌ను తినడానికి ఎంజైమ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దానిని బైకార్బోనేట్‌గా మార్చింది, ఇది హానికరం కాదు. ఉత్ప్రేరకం అనేది బయోఇయాక్టర్ వ్యవస్థలో భాగం, ఇది శిలాజ ఇంధనాలను ఉపయోగించే పవర్ ప్లాంట్ల నుండి ఉద్గారాలను సంగ్రహించడానికి విస్తరించబడుతుంది.

    అప్పటి నుండి, సాంకేతికత మరియు పరిశోధన అభివృద్ధి చెందాయి. 2019లో, US కంపెనీ హైపర్‌జైంట్ ఇండస్ట్రీస్ Eos బయోఇయాక్టర్‌ను రూపొందించింది. గాడ్జెట్ పరిమాణం 3 x 3 x 7 అడుగుల (90 x 90 x 210 సెం.మీ.) ఉంది. ఇది భవనం యొక్క కార్బన్ పాదముద్రను తగ్గించగల స్వచ్ఛమైన జీవ ఇంధనాలను ఉత్పత్తి చేసేటప్పుడు గాలి నుండి కార్బన్‌ను సంగ్రహించి, సీక్వెస్టర్ చేసే పట్టణ సెట్టింగ్‌లలో ఉంచడానికి ఉద్దేశించబడింది. 

    రియాక్టర్ మైక్రోఅల్గేను ఉపయోగిస్తుంది, దీనిని క్లోరెల్లా వల్గారిస్ అని పిలుస్తారు మరియు ఇతర మొక్కల కంటే చాలా ఎక్కువ CO2ని గ్రహిస్తుంది. ఆల్గే ఒక ట్యూబ్ సిస్టమ్ మరియు గాడ్జెట్‌లోని రిజర్వాయర్ లోపల పెరుగుతుంది, గాలితో నిండి మరియు కృత్రిమ కాంతికి గురవుతుంది, మొక్క పెరగడానికి మరియు సేకరణ కోసం జీవ ఇంధనాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. హైపర్‌జైంట్ ఇండస్ట్రీస్ ప్రకారం, చెట్ల కంటే కార్బన్‌ను సంగ్రహించడంలో Eos బయోఇయాక్టర్ 400 రెట్లు ఎక్కువ ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. గరిష్ట అవుట్‌పుట్ కోసం కాంతి, ఉష్ణోగ్రతలు మరియు pH స్థాయిలను నిర్వహించడంతోపాటు ఆల్గే-పెరుగుదల ప్రక్రియను పర్యవేక్షించే మెషీన్ లెర్నింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్ కారణంగా ఈ ఫీచర్ ఏర్పడింది.

    విఘాతం కలిగించే ప్రభావం

    అసిటోన్ మరియు ఐసోప్రొపనాల్ (IPA) వంటి పారిశ్రామిక పదార్థాలు మొత్తం ప్రపంచ మార్కెట్ $10 బిలియన్ USD కంటే ఎక్కువగా ఉన్నాయి. అసిటోన్ మరియు ఐసోప్రొపనాల్ విస్తృతంగా ఉపయోగించే క్రిమిసంహారక మరియు క్రిమినాశక. ప్రపంచ ఆరోగ్య సంస్థ (WHO) సిఫార్సు చేసిన రెండు శానిటైజర్ సూత్రీకరణలలో ఒకదానికి ఇది ఆధారం, ఇవి SARS-CoV-2కి వ్యతిరేకంగా అత్యంత ప్రభావవంతమైనవి. అసిటోన్ అనేక పాలిమర్‌లు మరియు సింథటిక్ ఫైబర్‌లు, పాలిస్టర్ రెసిన్ సన్నబడటం, శుభ్రపరిచే పరికరాలు మరియు నెయిల్ పాలిష్ రిమూవర్‌లకు కూడా ఒక ద్రావకం. వాటి భారీ ఉత్పత్తి కారణంగా, ఈ రసాయనాలు అతిపెద్ద కార్బన్ ఉద్గారాలలో కొన్ని.

    2022లో, ఇల్లినాయిస్‌లోని నార్త్‌వెస్టర్న్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులు కార్బన్ రీసైక్లింగ్ సంస్థ లాంజా టెక్‌తో భాగస్వామ్యమై బ్యాక్టీరియా వ్యర్థమైన CO2ని ఎలా విచ్ఛిన్నం చేస్తుందో మరియు దానిని విలువైన పారిశ్రామిక రసాయనాలుగా మార్చగలదో చూడటానికి. గ్యాస్ కిణ్వ ప్రక్రియ ద్వారా అసిటోన్ మరియు IPA లను మరింత స్థిరంగా చేయడానికి, క్లోస్ట్రిడియం ఆటోఎథనోజెనమ్ (వాస్తవానికి లాంజాటెక్‌లో రూపొందించబడింది) అనే బ్యాక్టీరియాను రీప్రోగ్రామ్ చేయడానికి పరిశోధకులు సింథటిక్ బయాలజీ సాధనాలను ఉపయోగించారు.

    ఈ సాంకేతికత వాతావరణం నుండి గ్రీన్హౌస్ వాయువులను తొలగిస్తుంది మరియు రసాయనాలను సృష్టించడానికి శిలాజ ఇంధనాలను ఉపయోగించదు. బృందం యొక్క జీవిత-చక్ర విశ్లేషణ, కార్బన్-నెగటివ్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌ను పెద్ద ఎత్తున స్వీకరించినట్లయితే, ఇతర పద్ధతులతో పోలిస్తే గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను 160 శాతం తగ్గించే అవకాశం ఉందని తేలింది. అభివృద్ధి చెందిన జాతులు మరియు కిణ్వ ప్రక్రియ సాంకేతికత స్కేల్ చేయగలదని పరిశోధనా బృందాలు ఆశిస్తున్నాయి. ఇతర ముఖ్యమైన రసాయనాలను రూపొందించడానికి త్వరిత విధానాలను రూపొందించడానికి శాస్త్రవేత్తలు కూడా ఈ ప్రక్రియను ఉపయోగించవచ్చు.

    బ్యాక్టీరియా మరియు CO2 యొక్క చిక్కులు

    CO2ని సంగ్రహించడానికి బాక్టీరియాను ఉపయోగించడం యొక్క విస్తృత చిక్కులు: 

    • CO2/కాలుష్య ఉత్పత్తిని తగ్గించడానికి మరియు లాభదాయకమైన వ్యర్థ ఉపఉత్పత్తులను రూపొందించడానికి ఉత్పత్తి ప్లాంట్ల నుండి నిర్దిష్ట వ్యర్థ రసాయనాలు మరియు పదార్థాలను వినియోగించడానికి మరియు మార్చడానికి ప్రత్యేకమైన బయోఇంజినీర్ ఆల్గేకు బయోసైన్స్ సంస్థలను కాంట్రాక్ట్ చేసే విభిన్న భారీ పరిశ్రమలలోని కంపెనీలు. 
    • కార్బన్ ఉద్గారాలను సంగ్రహించడానికి సహజ పరిష్కారాల కోసం మరింత పరిశోధన మరియు నిధులు.
    • కొన్ని ఉత్పాదక సంస్థలు కార్బన్-క్యాప్చర్ టెక్ సంస్థలతో భాగస్వామ్యం కలిగి గ్రీన్ టెక్నాలజీలకు మారడానికి మరియు కార్బన్ పన్ను రాయితీలను వసూలు చేస్తాయి.
    • సముద్రపు ఇనుము ఫలదీకరణం మరియు అటవీ నిర్మూలనతో సహా జీవ ప్రక్రియల ద్వారా కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్‌పై దృష్టి సారించే మరిన్ని స్టార్టప్‌లు మరియు సంస్థలు.
    • బ్యాక్టీరియా పెరుగుదలను క్రమబద్ధీకరించడానికి మరియు అవుట్‌పుట్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మెషిన్ లెర్నింగ్ టెక్నాలజీల ఉపయోగం.
    • 2050 నాటికి తమ నికర జీరో వాగ్దానాలను నెరవేర్చడానికి ఇతర కార్బన్-క్యాప్చర్ బ్యాక్టీరియాను కనుగొనడానికి పరిశోధనా సంస్థలతో ప్రభుత్వాలు భాగస్వామ్యం కలిగి ఉన్నాయి.

    పరిగణించవలసిన ప్రశ్నలు

    • కార్బన్ ఉద్గారాలను పరిష్కరించడానికి సహజ పరిష్కారాలను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ఇతర సంభావ్య ప్రయోజనాలు ఏమిటి?
    • మీ దేశం దాని కర్బన ఉద్గారాలను ఎలా పరిష్కరిస్తోంది?