Квантумрун

Кредити тасвирӣ:

iStock

Бактерияҳо ва CO2: Истифодаи қувваи бактерияҳои карбон мехӯранд

Олимон равандҳоеро таҳия мекунанд, ки бактерияҳоро барои азхуд кардани партовҳои карбон бештар аз муҳити зист ташвиқ мекунанд.

Муаллиф:
Номи муаллиф
Пешгӯии Quantumrun
Декабри соли 1, 2022

Хулосаи фаҳмиш

Қобилиятҳои азхудкунии карбон метавонад яке аз воситаҳои пурарзиш дар коҳиш додани тағирёбии иқлим бошад. Олимон муддати тӯлонӣ ин раванди табииро барои коҳиш додани партовҳои газҳои гулхонаӣ ва эҷоди сӯзишвории биологии аз ҷиҳати экологӣ тоза омӯхтаанд. Оқибатҳои дарозмуддати ин рушд метавонад афзоиши таҳқиқот дар бораи технологияҳои забти карбон ва истифодаи зеҳни сунъиро барои идора кардани афзоиши бактерияҳо дар бар гирад.

Бактерияҳо ва контексти CO2

Якчанд усулҳои хориҷ кардани гази карбон (СО2) аз ҳаво вуҷуд доранд; вале аз дигар газхо ва моддахои ифлоскунанда чудо кардани карбон хеле гарон аст. Ҳалли устувортар ин парвариши бактерияҳо, ба монанди алгҳо мебошад, ки тавассути фотосинтез тавассути истеъмоли CO2, об ва нури офтоб энергия тавлид мекунанд. Олимон роҳҳои табдил додани ин энергияро ба сӯзишвории биологӣ таҷриба мекунанд.

Соли 2007 ширкати CO2 Solutions-и Квебеки Канада як навъи аз ҷиҳати генетикӣ сохташудаи бактерияҳои E. coli-ро ба вуҷуд овард, ки ферментҳоро барои хӯрдани карбон ва табдил додани он ба бикарбонат тавлид мекунанд, ки безарар аст. Катализатор як қисми системаи биореакторӣ мебошад, ки метавонад барои гирифтани партовҳои нерӯгоҳҳои барқӣ, ки сӯзишвории истихроҷшавандаро истифода мебаранд, васеъ карда шавад.

Аз он вақт инҷониб, технология ва тадқиқот пеш рафтаанд. Соли 2019 ширкати амрикоии Hypergiant Industries Eos Bioreactor-ро таъсис дод. Андозаи гаҷет 3 x 3 x 7 фут (90 x 90 x 210 см) аст. Он дар муҳити шаҳрӣ ҷойгир карда мешавад, ки дар он ҷо карбонро аз ҳаво гирифта ва ҷудо мекунад ва ҳангоми истеҳсоли сӯзишвории тозаи биологӣ, ки метавонад изофаи карбон дар биноро коҳиш диҳад.

Дар реактор микроалгаҳо, навъе, ки бо номи Chlorella Vulgaris маъруф аст, истифода мекунад ва гуфта мешавад, ки аз ҳама нерӯгоҳҳои дигар хеле бештар CO2-ро ҷаббида мекунад. Алгҳо дар дохили як системаи қубур ва обанбор дар дохили гаҷет мерӯянд, аз ҳаво пур мешаванд ва ба нури сунъӣ дучор мешаванд ва ба нерӯгоҳ он чизеро медиҳад, ки барои парвариш ва истеҳсоли сӯзишвории биологӣ барои ҷамъоварӣ лозим аст. Мувофиқи маълумоти Hypergiant Industries, биореактори Eos дар гирифтани карбон нисбат ба дарахтон 400 маротиба самараноктар аст. Ин хусусият ба нармафзори омӯзиши мошинсозӣ вобаста аст, ки раванди парвариши алафҳоро назорат мекунад, аз ҷумла идоракунии рӯшноӣ, ҳарорат ва сатҳи рН барои ҳадди аксар.

Таъсири вайронкунанда

Маводҳои саноатӣ, аз қабили ацетон ва изопропанол (IPA) бозори умумии ҷаҳонии зиёда аз 10 миллиард долларро ташкил медиҳанд. Ацетон ва изопропанол як дезинфексия ва антисептик мебошанд, ки ба таври васеъ истифода мешаванд. Он асоси яке аз ду формулаи санитарии тавсияшудаи Созмони умумиҷаҳонии тандурустӣ (ТУТ) мебошад, ки бар зидди SARS-CoV-2 самаранок мебошанд. Ацетон инчунин як ҳалкунанда барои бисёр полимерҳо ва нахҳои синтетикӣ, қатрони полиэстерии тунук, таҷҳизоти тозакунӣ ва тозакунандаи лаки нохун мебошад. Аз сабаби истеҳсоли зиёди онҳо, ин кимиёвӣ яке аз бузургтарин партобкунандагони карбон мебошанд.

Дар соли 2022, муҳаққиқони Донишгоҳи шимолу ғарбии Иллинойс бо як ширкати коркарди карбон Lanza Tech ҳамкорӣ карданд, то бубинанд, ки чӣ гуна бактерияҳо партовҳои CO2-ро вайрон карда, онро ба кимиёвии арзишманди саноатӣ табдил медиҳанд. Муҳаққиқон асбобҳои биологияи синтетикиро барои аз нав барномарезии як бактерия, Clostridium autoethanogenum (аслан дар LanzaTech тарҳрезӣ шудаанд) истифода бурданд, то ацетон ва IPA-ро тавассути ферментатсияи газ устувортар кунанд.

Ин технология газҳои гулхонаӣ аз атмосфераро нест мекунад ва сӯзишвории истихроҷшударо барои эҷоди кимиёвӣ истифода намекунад. Таҳлили давраи ҳаёти гурӯҳ нишон дод, ки платформаи манфии карбон, агар дар миқёси васеъ қабул карда шавад, дар муқоиса бо усулҳои дигар иқтидори коҳиши партовҳои газҳои гулхонаӣ 160% дорад. Гурӯҳҳои тадқиқотӣ интизоранд, ки штаммҳои таҳияшуда ва техникаи ферментатсия метавонанд васеъ шаванд. Олимон инчунин метавонанд ин равандро барои таҳияи расмиёти зудтар барои эҷоди дигар кимиёвии муҳим истифода баранд.

Таъсири бактерияҳо ва CO2

Оқибатҳои васеътари истифодаи бактерияҳо барои гирифтани CO2 метавонанд инҳоро дар бар гиранд:

Ширкатҳо дар соҳаҳои гуногуни вазнин бо ширкатҳои биологӣ ба алгҳои биоинженерӣ шартнома мебанданд, ки метавонанд барои истеъмол ва табдил додани партовҳои кимиёвӣ ва маводи мушаххас аз корхонаҳои истеҳсолӣ, ҳам барои коҳиш додани истеҳсоли CO2/ифлос ва ҳам барои эҷоди маҳсулоти фоиданоки партовҳо махсус бошанд.
Тадқиқот ва маблағгузории бештар барои ҳалли табиӣ барои гирифтани партовҳои карбон.
Баъзе ширкатҳои истеҳсолӣ бо ширкатҳои технологии карбон барои гузаштан ба технологияҳои сабз ва ҷамъоварии имтиёзҳои андози карбон ҳамкорӣ мекунанд.
Бештар стартапҳо ва созмонҳо, ки ба секвестрсияи карбон тавассути равандҳои биологӣ, аз ҷумла бордоркунии оҳан дар уқёнус ва ҷангалзорӣ тамаркуз мекунанд.
Истифодаи технологияҳои омӯзиши мошинсозӣ барои ба эътидол овардани афзоиши бактерияҳо ва оптимизатсияи натиҷа.
Ҳукуматҳо бо муассисаҳои тадқиқотӣ барои пайдо кардани бактерияҳои дигари карбон барои иҷрои ваъдаҳои сифрии худ то соли 2050 ҳамкорӣ мекунанд.