Bakterya at CO2: Ginagamit ang kapangyarihan ng bakteryang kumakain ng carbon

• May-akda:
• pangalan Author

  Quantumrun Foresight
• Disyembre 1, 2022

Buod ng pananaw

Ang mga kakayahan ng algae na sumisipsip ng carbon ay maaaring isa sa pinakamahalagang kasangkapan sa pagpapagaan ng pagbabago ng klima. Matagal nang pinag-aralan ng mga siyentipiko ang natural na prosesong ito upang mabawasan ang mga greenhouse gas emissions at lumikha ng mga biofuel na pangkalikasan. Ang mga pangmatagalang implikasyon ng pag-unlad na ito ay maaaring magsama ng mas mataas na pananaliksik sa mga teknolohiya ng pagkuha ng carbon at ang paggamit ng artificial intelligence upang manipulahin ang paglaki ng bakterya.

Konteksto ng bakterya at CO2

Mayroong ilang mga paraan ng pag-alis ng carbon dioxide (CO2) mula sa hangin; gayunpaman, ang paghihiwalay ng carbon stream mula sa iba pang mga gas at pollutants ay magastos. Ang mas napapanatiling solusyon ay ang paglinang ng bakterya, tulad ng algae, na gumagawa ng enerhiya sa pamamagitan ng photosynthesis sa pamamagitan ng pagkonsumo ng CO2, tubig, at sikat ng araw. Ang mga siyentipiko ay nag-eeksperimento sa mga paraan upang baguhin ang enerhiya na ito sa biofuels. 

Noong 2007, ang Quebec City's CO2 Solutions ng Canada ay lumikha ng genetically engineered na uri ng E. coli bacteria na gumagawa ng mga enzyme para kumain ng carbon at gawing bikarbonate, na hindi nakakapinsala. Ang catalyst ay bahagi ng isang bioreactor system na maaaring mapalawak upang makuha ang mga emisyon mula sa mga power plant na gumagamit ng fossil fuels.

Simula noon, umunlad ang teknolohiya at pananaliksik. Noong 2019, nilikha ng kumpanya ng US na Hypergiant Industries ang Eos Bioreactor. Ang gadget ay 3 x 3 x 7 feet (90 x 90 x 210 cm) ang laki. Ito ay nilayon na ilagay sa mga urban na setting kung saan ito kumukuha at kumukuha ng carbon mula sa himpapawid habang gumagawa ng malinis na biofuels na maaaring makabawas sa carbon footprint ng isang gusali. 

Gumagamit ang reactor ng microalgae, isang species na kilala bilang Chlorella Vulgaris, at sinasabing sumisipsip ng mas maraming CO2 kaysa sa ibang halaman. Ang algae ay lumalaki sa loob ng isang tube system at reservoir sa loob ng gadget, napuno ng hangin at nakalantad sa artipisyal na liwanag, na nagbibigay sa halaman kung ano ang kailangan nito upang lumago at makagawa ng mga biofuel para sa koleksyon. Ayon sa Hypergiant Industries, ang Eos Bioreactor ay 400 beses na mas epektibo sa pagkuha ng carbon kaysa sa mga puno. Ang feature na ito ay dahil sa machine learning software na nangangasiwa sa proseso ng paglaki ng algae, kabilang ang pamamahala ng liwanag, temperatura, at mga antas ng pH para sa maximum na output.

Nakakagambalang epekto

Ang mga materyal na pang-industriya, tulad ng acetone at isopropanol (IPA), ay may kabuuang pandaigdigang merkado na higit sa $10 bilyong USD. Ang acetone at isopropanol ay isang disinfectant at antiseptic na malawakang ginagamit. Ito ang batayan para sa isa sa dalawang inirerekomendang sanitizer formula ng World Health Organization (WHO), na lubos na epektibo laban sa SARS-CoV-2. Ang acetone ay isa ring solvent para sa maraming polymers at synthetic fibers, thinning polyester resin, kagamitan sa paglilinis, at nail polish remover. Dahil sa kanilang bulk production, ang mga kemikal na ito ay ilan sa mga pinakamalaking naglalabas ng carbon.

Noong 2022, nakipagsosyo ang mga mananaliksik mula sa Northwestern University sa Illinois sa kumpanya ng pag-recycle ng carbon na Lanza Tech upang makita kung paano masisira ng bakterya ang basurang CO2 at gawin itong mahahalagang kemikal na pang-industriya. Gumamit ang mga mananaliksik ng mga synthetic na tool sa biology upang i-reprogram ang isang bacterium, Clostridium autoethanogenum (orihinal na idinisenyo sa LanzaTech), upang gawing mas sustainably ang acetone at IPA sa pamamagitan ng gas fermentation.

Ang teknolohiyang ito ay nag-aalis ng mga greenhouse gas sa atmospera at hindi gumagamit ng fossil fuels upang lumikha ng mga kemikal. Ang pagsusuri ng life-cycle ng koponan ay nagpakita na ang carbon-negative na platform, kung pinagtibay sa isang malaking sukat, ay may potensyal na bawasan ang greenhouse gas emissions ng 160 porsiyento kumpara sa ibang mga pamamaraan. Inaasahan ng mga pangkat ng pananaliksik na ang binuong mga strain at fermentation technique ay makakataas. Maaaring gamitin din ng mga siyentipiko ang proseso upang bumuo ng mas mabilis na mga pamamaraan para sa paglikha ng iba pang mahahalagang kemikal.

Mga implikasyon ng bacteria at CO2

Ang mas malawak na implikasyon ng paggamit ng bakterya upang makuha ang CO2 ay maaaring kabilang ang: 

• Ang mga kumpanya sa iba't ibang mabibigat na industriya na kumukontrata ng mga bioscience firm sa bioengineer algae na maaaring maging dalubhasa upang ubusin at i-convert ang mga partikular na kemikal at materyales ng basura mula sa mga planta ng produksyon, parehong upang mabawasan ang CO2/polusyon na output at upang lumikha ng kumikitang mga byproduct ng basura. 
• Higit pang pananaliksik at pagpopondo para sa mga natural na solusyon upang makuha ang mga carbon emissions.
• Ang ilang mga kumpanya sa pagmamanupaktura ay nakikipagsosyo sa mga kumpanya ng carbon-capture tech upang lumipat sa mga berdeng teknolohiya at mangolekta ng mga rebate sa buwis sa carbon.
• Mas maraming mga startup at organisasyon na tumutuon sa carbon sequestration sa pamamagitan ng mga biological na proseso, kabilang ang ocean iron fertilization at pagtatanim ng gubat.
• Ang paggamit ng mga teknolohiya sa pag-aaral ng makina upang i-streamline ang paglaki ng bakterya at i-optimize ang output.
• Nakikipagsosyo ang mga pamahalaan sa mga institusyon ng pananaliksik upang maghanap ng iba pang bacteria na kumukuha ng carbon upang matupad ang kanilang mga net zero na pangako sa 2050.

Mga katanungang dapat isaalang-alang

• Ano ang iba pang potensyal na benepisyo ng paggamit ng mga natural na solusyon upang matugunan ang mga paglabas ng carbon?
• Paano tinutugunan ng iyong bansa ang mga carbon emission nito?