Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ:

iStock

Bakteriler ve CO2: Karbon yiyen bakterilerin gücünden yararlanma

Bilim adamları, bakterileri çevreden daha fazla karbon emisyonu emmeye teşvik eden süreçler geliştiriyorlar.

Yazar:
Yazar adı
Kuantumrun Öngörüsü
1 Aralık 2022

Analiz özeti

Alglerin karbon emme yetenekleri, iklim değişikliğini hafifletmede en değerli araçlardan biri olabilir. Bilim adamları, sera gazı emisyonlarını azaltmak ve çevre dostu biyoyakıtlar oluşturmak için uzun süredir bu doğal süreç üzerinde çalışıyorlar. Bu gelişmenin uzun vadeli sonuçları, karbon yakalama teknolojileri üzerine artan araştırmaları ve bakteri büyümesini manipüle etmek için yapay zekanın kullanımını içerebilir.

Bakteri ve CO2 bağlamı

Havadan karbondioksiti (CO2) uzaklaştırmanın birkaç yöntemi vardır; ancak karbon akışını diğer gazlardan ve kirleticilerden ayırmak maliyetlidir. Daha sürdürülebilir çözüm, CO2, su ve güneş ışığını tüketerek fotosentez yoluyla enerji üreten algler gibi bakterileri yetiştirmektir. Bilim adamları bu enerjiyi biyoyakıtlara dönüştürmenin yollarını deniyorlar.

2007'de, Kanada'nın Quebec City'deki CO2 Solutions şirketi, karbonu yemek ve onu zararsız olan bikarbonata dönüştürmek için enzimler üreten, genetiği değiştirilmiş bir E. coli bakterisi türü yarattı. Katalizör, fosil yakıt kullanan enerji santrallerinden kaynaklanan emisyonları yakalamak için genişletilebilen bir biyoreaktör sisteminin parçasıdır.

O zamandan beri, teknoloji ve araştırma ilerledi. 2019'da ABD şirketi Hypergiant Industries, Eos Biyoreaktörünü yarattı. Aygıt 3 x 3 x 7 fit (90 x 90 x 210 cm) boyutundadır. Bir binanın karbon ayak izini potansiyel olarak azaltabilen temiz biyoyakıtlar üretirken, havadaki karbonu yakalayıp ayırdığı kentsel ortamlara yerleştirilmesi amaçlanıyor.

Reaktör, Chlorella Vulgaris olarak bilinen bir tür olan ve diğer tüm bitkilerden çok daha fazla CO2 emdiği söylenen mikroalg kullanıyor. Algler, havayla dolu ve suni ışığa maruz kalan alet içindeki bir tüp sistemi ve rezervuar içinde büyür ve bitkiye büyümesi ve toplanması için biyoyakıt üretmesi için ihtiyaç duyduğu şeyi verir. Hypergiant Industries'e göre, Eos Biyoreaktör karbonu tutmada ağaçlardan 400 kat daha etkilidir. Bu özelliğin nedeni, maksimum çıktı için ışık, sıcaklık ve pH seviyelerinin yönetimi de dahil olmak üzere alg yetiştirme sürecini denetleyen makine öğrenimi yazılımıdır.

Yıkıcı etki

Aseton ve izopropanol (IPA) gibi endüstriyel malzemeler, 10 milyar ABD dolarının üzerinde toplam küresel pazara sahiptir. Aseton ve izopropanol yaygın olarak kullanılan bir dezenfektan ve antiseptiktir. Dünya Sağlık Örgütü'nün (WHO) SARS-CoV-2'ye karşı oldukça etkili olan, önerilen iki dezenfektan formülasyonundan birinin temelidir. Aseton ayrıca birçok polimer ve sentetik elyaf, inceltici polyester reçine, temizlik ekipmanı ve oje çıkarıcı için bir çözücüdür. Toplu üretimleri nedeniyle, bu kimyasallar en büyük karbon yayıcılardan bazılarıdır.

2022'de Illinois'deki Northwestern Üniversitesi'nden araştırmacılar, bakterilerin atık CO2'yi nasıl parçalayıp değerli endüstriyel kimyasallara dönüştürebileceğini görmek için karbon geri dönüşüm firması Lanza Tech ile ortaklık kurdu. Araştırmacılar, aseton ve IPA'yı gaz fermantasyonu yoluyla daha sürdürülebilir hale getirmek için bir bakteri olan Clostridium autoethanogenum'u (başlangıçta LanzaTech'te tasarlanmış) yeniden programlamak için sentetik biyoloji araçlarını kullandılar.

Bu teknoloji, atmosferdeki sera gazlarını ortadan kaldırır ve kimyasallar oluşturmak için fosil yakıtları kullanmaz. Ekibin yaşam döngüsü analizi, karbon negatif platformun, geniş ölçekte benimsenmesi halinde, diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında sera gazı emisyonlarını yüzde 160 oranında azaltma potansiyeline sahip olduğunu gösterdi. Araştırma ekipleri, geliştirilen suşların ve fermantasyon tekniğinin ölçeklenebileceğini umuyor. Bilim adamları, diğer temel kimyasalları oluşturmak için daha hızlı prosedürleri formüle etmek için süreci de kullanabilirler.

Bakteri ve CO2'nin Etkileri

CO2'yi yakalamak için bakteri kullanmanın daha geniş etkileri şunları içerebilir:

Çeşitli ağır endüstrilerdeki şirketler, hem CO2/kirlilik çıktısını azaltmak hem de karlı atık yan ürünler yaratmak için üretim tesislerinden belirli atık kimyasalları ve malzemeleri tüketmek ve dönüştürmek için uzmanlaşabilen biyomühendislik algleri için biyobilim firmalarıyla sözleşme yapıyor.
Karbon emisyonlarını yakalamaya yönelik doğal çözümler için daha fazla araştırma ve finansman.
Bazı imalat şirketleri, yeşil teknolojilere geçiş yapmak ve karbon vergisi indirimleri toplamak için karbon yakalama teknolojisi şirketleriyle ortaklık kuruyor.
Okyanusta demir gübrelemesi ve ağaçlandırma da dahil olmak üzere biyolojik süreçler yoluyla karbon tutulmasına odaklanan daha fazla girişim ve kuruluş.
Bakteri büyümesini kolaylaştırmak ve çıktıyı optimize etmek için makine öğrenimi teknolojilerinin kullanımı.
Hükümetler, 2050 yılına kadar net sıfır taahhütlerini yerine getirmek için başka karbon yakalayan bakteriler bulmak için araştırma kurumlarıyla ortaklık kuruyor.