Бактерии, спроектированные по образу кораллов, для углеродно-нейтрального производства цемента
Производство цемента — один из крупнейших источников выбросов CO2. В 2021 году на него пришлось 2.9 млрд тонн CO2, что составляет более 7% глобальных выбросов. Учёные работают над решением этой проблемы на микроуровне.
Суть технологии: Исследователи перенесли гены от микроорганизмов к особо выносливым бактериям, заставив их производить фермент с уникальным свойством. Этот фермент быстро и эффективно связывает CO2 с карбонатом кальция (известняком) — основным компонентом цемента.
"В природе этот процесс наблюдается у океанских кораллов, но он занимает века. С нашим ферментом — всего несколько минут", — говорит постдок Коллин Вареидзо Манюмва.
Как это будет работать: Цементный завод будет оснащён биореактором с генетически модифицированными бактериями («клеточной фабрикой»). Выделяемый при нагреве цемента CO2 будет улавливаться в биореакторе и связываться в карбонат кальция. Затем этот карбонат кальция можно снова нагреть для производства нового цемента, а выделяемый CO2 — снова уловить, создавая «зелёный круг».
Источник вдохновения — кораллы: В отличие от многих биологов, пытающихся имитировать фотосинтез растений, эта команда решила скопировать механизм кораллов, которые захватывают CO2, строя свои рифы из карбоната кальция.
"Мы генетически сконструировали бактерии, чтобы они вели себя как океанские кораллы", — поясняет профессор Иван Миякович, руководитель группы.
Текущий статус и вызовы: Пока технология доказала эффективность только в лаборатории. Ключевая задача — сделать бактерии достаточно устойчивыми к суровым условиям и высоким температурам промышленного производства.
Потенциал: Успех проекта откроет огромные возможности не только для строительной индустрии, но и для фармацевтики или целлюлозно-бумажного производства, где также используются карбонаты.
"Я верю, что через несколько лет это решение станет одним из инструментов для удаления CO2 из атмосферы и замедления изменения климата", — заключает Коллин Манюмва.