Naukowcy z Shenzhen opracowali system, który przekształca CO₂ z morza w biotworzywa sztuczne przy użyciu bakterii morskich, zużywając zaledwie 3 kWh/kg i kosztując 230 dolarów za tonę.
- CO₂ oceaniczny: 150 razy więcej niż w atmosferze.
- Nowa technologia: bezpośrednie wychwytywanie z morza.
- Przekształca CO₂ w biodegradowalne tworzywo sztuczne.
- Wydajny proces, niskie zużycie energii.
- Wykorzystuje zmodyfikowane bakterie morskie.
- Szacowany koszt: 230 USD za tonę.
- Potencjał dla paliw, leków i żywności.
- Alternatywne rozwiązania konkurują ze sobą, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty.
Ocean magazynuje 150 razy więcej dwutlenku węgla niż atmosfera, co jest liczbą równie ogromną, co alarmującą. W miarę jak nadal emitujemy CO₂ do atmosfery, znaczna jego część rozpuszcza się w wodzie morskiej, przyspieszając zakwaszenie oceanów. Powoduje to zaburzenia ekosystemów, osłabienie koralowców i zmniejszenie bioróżnorodności. A co by było, gdyby ten morski CO₂ można było wydobyć i przekształcić w coś użytecznego?
Zespół naukowców z Chińskiej Akademii Nauk i Chińskiego Uniwersytetu Elektroniki i Technologii opracował innowacyjny system bezpośredniego wychwytywania z oceanów (DOC), który przekształca ten rozpuszczony węgiel w prekursory biodegradowalnych tworzyw sztucznych, takie jak kwas bursztynowy, niezbędny do produkcji polibutylenu bursztynianu (PBS).
Rozwiązanie o podwójnym oddziaływaniu: czystość i obiegu zamkniętego
Podejście to jest podwójnie obiecujące. Z jednej strony oczyszcza ocean z CO₂, pomagając powstrzymać degradację ekosystemów morskich. Z drugiej strony generuje zrównoważone produkty przemysłowe, zmniejszając zależność od tworzyw sztucznych pochodzenia naftowego.
Opracowana technika wyróżnia się 70-procentową wydajnością i niskim zużyciem energii: tylko 3 kWh na kilogram wychwyconego CO₂, co pozwala obniżyć koszt do około 230 dolarów za tonę. Chociaż nadal jest to koszt wyższy od kosztu emisji na rynkach emisji dwutlenku węgla, zbliża się on już do progu opłacalności komercyjnej.
Jak działa ten proces?
Technologia opiera się na szeregu zintegrowanych reakcji chemicznych i biologicznych:
1. Elektrolityczne zakwaszanie wody morskiej, które uwalnia rozpuszczony CO₂ w postaci gazowej.
2. Przywrócenie naturalnego składu chemicznego wody, która następnie jest zwracana do oceanu bez naruszania jego równowagi.
3. Wychwycony gaz CO₂ jest przekształcany w kwas mrówkowy za pomocą katalizatora na bazie bizmutu.
4. Na koniec jest on podawany zmodyfikowanym bakteriom morskim z rodzaju Vibrio natriegens, które metabolizują kwas mrówkowy i wytwarzają kwas bursztynowy w dużych ilościach.
Bakterie te zostały wybrane ze względu na ich niezwykle szybki wzrost i wysoką wydajność w środowisku morskim. Wykorzystanie organizmów przystosowanych do środowiska oceanicznego pozwala zmniejszyć wpływ na środowisko i poprawić zrównoważony charakter systemu.
Skalowalność i konkurencja technologiczna
Pomimo swojego potencjału, przeniesienie tej technologii z laboratorium do przemysłu nie nastąpi od razu. Wymaga to poprawy stabilności systemu, optymalizacji kosztów i dostosowania do różnych warunków oceanicznych. Mimo to podejście to jest już bacznie obserwowane przez podmioty z branży.
Konkurencja również działa szybko. Na przykład Brineworks, startup z siedzibą w Holandii, zapewnia, że jego technologia elektrolizy stosowana w wodach słonych pozwoli na wychwytywanie dwutlenku węgla za mniej niż 200 dolarów za tonę do 2030 roku. Stwarza to dynamiczną sytuację, w której różne rozwiązania konkurują o pozycję lidera w dziedzinie technologii dekarbonizacji oceanów nowej generacji.
Więcej niż plastik: przyszłe zastosowania
Jednym z najciekawszych aspektów systemu jest jego wszechstronność chemiczna. Chociaż obecnie koncentruje się on na produkcji kwasu bursztynowego, ten sam proces można dostosować do wytwarzania innych związków o znaczeniu przemysłowym, takich jak:
- Paliwa syntetyczne, zmniejszające zależność od paliw kopalnych.
- Składniki farmaceutyczne, takie jak niezbędne kwasy organiczne.
- Dodatki do żywności, jeśli uda się zapewnić ich czystość i bezpieczeństwo.
Otwiera to drzwi do nowej gospodarki opartej na zielonej chemii oceanicznej, w której wychwycony CO₂ nie jest po prostu magazynowany, ale ponownie wprowadzany do zrównoważonych cykli produkcyjnych.
