碳捕獲和回收的生物解決方案
鄧迪大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),大腸桿菌可以成為捕獲,儲存或回收二氧化碳的有效方法的關(guān)鍵。削減二氧化碳(CO2)排放以減緩甚至逆轉(zhuǎn)全球變暖已成為人類面臨的最大挑戰(zhàn)。這是一個受到相當(dāng)大的政治和社會障礙的目標,但它仍然是一項技術(shù)挑戰(zhàn)。
需要新的捕獲和儲存二氧化碳的方法?,F(xiàn)在,通常無害的腸道細菌已被證明具有發(fā)揮關(guān)鍵作用的能力。Dundee大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的Frank Sargent教授及其同事與當(dāng)?shù)氐男袠I(yè)合作伙伴Sasol UK和Ingenza Ltd合作開發(fā)了一種方法,使大腸桿菌能夠作為一種非常有效的碳捕獲裝置。
薩金特教授說:“減少二氧化碳排放需要一籃子不同的解決方案,大自然提供了一些令人興奮的選擇。微觀的單細胞細菌被用來生活在極端環(huán)境中,經(jīng)常進行植物和動物無法做到的化學(xué)反應(yīng)。
“例如,大腸桿菌細菌可以在完全沒有氧氣的情況下生長。當(dāng)它這樣做時,它會生成一種特殊的含金屬酶,稱為'FHL',它可以將氣態(tài)二氧化碳與液態(tài)甲酸互相轉(zhuǎn)化。這可以提供將二氧化碳吸收到易于儲存,控制甚至用于制造其他物品的可管理產(chǎn)品中的機會。問題是,正常的轉(zhuǎn)換過程緩慢且有時不可靠。
“我們所做的是開發(fā)一種能夠使大腸桿菌細菌作為一種非常有效的生物碳捕獲裝置運作的過程。當(dāng)含有FHL酶的細菌被置于加壓二氧化碳和氫氣混合物下時 - 最多10個大氣壓壓力 - 然后觀察到100%的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸。反應(yīng)在幾個小時內(nèi)和環(huán)境溫度下迅速發(fā)生。
“這可能是生物技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。應(yīng)該有可能進一步優(yōu)化系統(tǒng),最終開發(fā)出一種”微生物細胞工廠“,可以用來清除許多不同類型工業(yè)的二氧化碳。
“并非所有的細菌都是壞的。有些甚至可能拯救地球。”
不僅捕獲二氧化碳,而且儲存或回收二氧化碳是一個主要問題。每年有大量的二氧化碳被泵入大氣。僅就英國而言,2015年二氧化碳凈排放量為4.04億噸。有一個重要的問題是,即使我們捕獲它,我們還能把它放在哪里,目前的建議包括將其抽入地下空油氣田。
“我們發(fā)現(xiàn)的大腸桿菌溶液不僅具有吸收碳捕獲技術(shù)的吸引力,而且可以將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定且相對容易儲存的液體,”Sargent教授說。
“甲酸也有工業(yè)用途,來自牲畜飼料中的防腐劑和抗菌劑,橡膠生產(chǎn)中的凝結(jié)劑,以及鹽形式的機場跑道除冰劑。它還可能被回收到生物過程中。產(chǎn)生二氧化碳,形成良性循環(huán)。“
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