有效利用二氧化碳
麻省理工学院生物工程师们利用转基因酵母将二氧化碳成功转化为有用的建筑材料。
每年,以消耗化石燃料为主的汽车、发电厂及其他工业将约300亿公吨的二氧化碳排放到地球大气层。为了减轻二氧化碳给全球气候带来的影响,科学家们已经开始尝试将其储存于地下,又称之为碳吸收。然而,关于此道的安全性与有效性仍有许多未知数。
麻省理工学院的工程师安吉拉·贝尔彻也正在采取新的方法除去环境中的二氧化碳并将其转化为建筑上使用的固体碳酸盐。
“我们想捕捉二氧化碳,将它们转化为成千上万年都非常稳定的物质,而不是把它们埋在地下,”WM凯克能源系教授贝尔彻说。
贝尔彻和她手下的两名研究生罗伯托·巴贝罗和伊丽莎白·伍德通过基因工程改造普通的面包酵母,创建了一个由二氧化碳转换为用于建材的碳酸盐过程。在实验室的测量表明他们能将捕获的每磅二氧化碳转化为约两磅的碳酸盐。接下来,他们打算按比例扩大此项转换过程,以便用于发电厂或者工业园。
生物启发
许多海洋生物通过溶解在海水中的二氧化碳和各种矿物离子打造出坚如磐石的外壳,贝尔彻由此获取灵感并创造了酵母转化过程。(她1997年的博士
论文即以鲍鱼为研究对象,鲍鱼的外壳主要由碳酸钙组成,异常坚硬。)
受资于意大利埃尼集团(财富500强公司之一, 总部所在地意大利, 主要经营炼油),麻省理工学院此项二氧化碳转碳酸盐过程需要两步完成。一是从水中捕获二氧化碳。二是将溶解的二氧化碳与矿物离子结合生成坚固的碳酸盐。
酵母通常不会对二氧化碳等做出自我反应,所以贝尔彻和她的学生们必须改造它们来表达类似鲍鱼机体中的那些基因。那些基因能够通过编码传达酶和其他蛋白质的生产,从而推动二氧化碳在矿化过程中的移动。研究者们使用电脑建模和其他科学方法来确认有助于矿化过程的新型蛋白质。
“我们正尝试着模拟自然界的生物过程,”贝尔彻说道。但是,“我们并不打算创造一个和鲍鱼完全一样的生物体。”
一些公司已经将捕获二氧化碳和将其转换为固体材料的过程商业化,但此类做法还是依赖于化学手段。麻省理工学院的研究小组所创造的生物学系统能够更快更高效地捕获二氧化碳,巴贝罗如是说。生物学处理过程的另一个好处是它无需加热或冷却,而且无有毒化学品。
接下来,研究小组计划扩大处理化石燃料燃烧后产生的二氧化碳量。如果该过程能够顺利工业化,那么此反应过程所需的矿物离子很可能以脱盐后的副产品--盐水为主要来源,巴贝罗说道。
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