Bacteris i CO2: aprofitant el poder dels bacteris que mengen carboni

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Desembre 1, 2022

Resum d'informació

Les capacitats d'absorció de carboni de les algues poden ser una de les eines més valuoses per mitigar el canvi climàtic. Els científics han estudiat durant molt de temps aquest procés natural per reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i crear biocombustibles respectuosos amb el medi ambient. Les implicacions a llarg termini d'aquest desenvolupament podrien incloure una major investigació sobre tecnologies de captura de carboni i l'ús de la intel·ligència artificial per manipular el creixement dels bacteris.

Context de bacteris i CO2

Hi ha diversos mètodes per eliminar el diòxid de carboni (CO2) de l'aire; tanmateix, separar el corrent de carboni d'altres gasos i contaminants és costós. La solució més sostenible és cultivar bacteris, com les algues, que produeixen energia mitjançant la fotosíntesi consumint CO2, aigua i llum solar. Els científics han estat experimentant amb maneres de transformar aquesta energia en biocombustibles. 

L'any 2007, les solucions de CO2 de la ciutat de Quebec del Canadà van crear un tipus de bacteri E. coli modificat genèticament que produeixen enzims per menjar carboni i convertir-lo en bicarbonat, que és inofensiu. El catalitzador forma part d'un sistema de bioreactor que es pot ampliar per capturar les emissions de les centrals elèctriques que utilitzen combustibles fòssils.

Des de llavors, la tecnologia i la investigació han avançat. El 2019, l'empresa nord-americana Hypergiant Industries va crear el bioreactor Eos. El gadget té una mida de 3 x 3 x 7 peus (90 x 90 x 210 cm). Està pensat per ser col·locat en entorns urbans on captura i segresta carboni de l'aire mentre produeix biocombustibles nets que poden reduir la petjada de carboni d'un edifici. 

El reactor utilitza microalgues, una espècie coneguda com Chlorella Vulgaris, i es diu que absorbeix molt més CO2 que qualsevol altra planta. Les algues creixen dins d'un sistema de tubs i un dipòsit dins del gadget, ple d'aire i exposades a la llum artificial, donant a la planta el que necessita per créixer i produir biocombustibles per a la seva recollida. Segons Hypergiant Industries, el bioreactor Eos és 400 vegades més eficaç per capturar carboni que els arbres. Aquesta característica es deu al programari d'aprenentatge automàtic que supervisa el procés de creixement d'algues, inclosa la gestió de la llum, les temperatures i els nivells de pH per obtenir el màxim rendiment.

Impacte disruptiu

Els materials industrials, com l'acetona i l'isopropanol (IPA), tenen un mercat global total de més de 10 milions de dòlars. L'acetona i l'isopropanol són un desinfectant i antisèptic molt utilitzat. És la base d'una de les dues formulacions desinfectants recomanades de l'Organització Mundial de la Salut (OMS), que són molt efectives contra el SARS-CoV-2. L'acetona també és un dissolvent per a molts polímers i fibres sintètiques, resina de polièster diluent, equips de neteja i removedor d'esmalt d'ungles. A causa de la seva producció a granel, aquests productes químics són alguns dels majors emissors de carboni.

El 2022, investigadors de la Northwestern University d'Illinois es van associar amb l'empresa de reciclatge de carboni Lanza Tech per veure com els bacteris poden descompondre el CO2 residual i convertir-lo en productes químics industrials valuosos. Els investigadors van utilitzar eines de biologia sintètica per reprogramar un bacteri, Clostridium autoethanogenum (dissenyat originalment a LanzaTech), per fer l'acetona i l'IPA de manera més sostenible mitjançant la fermentació de gas.

Aquesta tecnologia elimina els gasos d'efecte hivernacle de l'atmosfera i no utilitza combustibles fòssils per crear productes químics. L'anàlisi del cicle de vida de l'equip va mostrar que la plataforma negativa en carboni, si s'adopta a gran escala, té el potencial de reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle en un 160 per cent en comparació amb altres mètodes. Els equips de recerca esperen que les soques desenvolupades i la tècnica de fermentació puguin ampliar-se. Els científics també podrien utilitzar el procés per formular procediments més ràpids per crear altres productes químics essencials.

Implicacions dels bacteris i del CO2

Les implicacions més àmplies de l'ús de bacteris per capturar CO2 poden incloure: 

• Empreses de diverses indústries pesades que contracten empreses de biociència per a la bioenginyeria d'algues que es poden especialitzar per consumir i convertir els residus químics i materials específics de les plantes de producció, tant per reduir la producció de CO2/contaminació com per crear subproductes de residus rendibles. 
• Més recerca i finançament per a solucions naturals per capturar les emissions de carboni.
• Algunes empreses de fabricació s'associen amb empreses tecnològiques de captura de carboni per fer la transició a tecnologies verdes i cobrar descomptes de l'impost sobre el carboni.
• Més startups i organitzacions que se centren en el segrest de carboni mitjançant processos biològics, com ara la fertilització amb ferro oceànic i la forestació.
• L'ús de tecnologies d'aprenentatge automàtic per agilitzar el creixement de bacteris i optimitzar la producció.
• Els governs s'associen amb institucions de recerca per trobar altres bacteris captadors de carboni per complir els seus compromisos nets zero per al 2050.

Preguntes a tenir en compte

• Quins són els altres beneficis potencials d'utilitzar solucions naturals per abordar les emissions de carboni?
• Com està abordant el vostre país les seves emissions de carboni?