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二氧化碳新去處
2022-03-07 13:48:04
近年來，大氣中二氧化碳回收設(shè)備的增多引起了地球溫室效應(yīng)，氣溫升高，海平面上升，冰川融化，由此引起了世界各地的ji端天氣。然而近日科學(xué)家們的一個新發(fā)現(xiàn)，也許不僅能為二氧化碳覓得一個新去處，還能解決能源危機。
二氧化碳變?yōu)橐后w燃料，美國科學(xué)家通過基因技術(shù)對一種名為“富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16”的微生物進行了基因改造，使用二氧化碳作為單一碳來源，電力作為唯yi的能量輸入，在電子生物反應(yīng)器中生產(chǎn)出了異丁醇和異戊醇——新型的液體燃料。
植物的光合作用是指植物等在可見光的照射下，經(jīng)過光反應(yīng)和暗反應(yīng)（又稱碳反應(yīng)）兩個階段，利用光合色素，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，將二氧化碳（或硫化氫）和水轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過程。在上述新技術(shù)中，科學(xué)家將光反應(yīng)和碳反應(yīng)分離開來，不利用生物的光合作用，而改用太陽能電池板將陽光轉(zhuǎn)化為電能，隨后形成化工中間體，以促進二氧化碳的固定，終生成燃料?？茖W(xué)家們通過基因技術(shù)，首先增加了聚球藍(lán)藻菌中具有吸收二氧化碳作用的核酮糖二磷酸羧化酶的數(shù)量，而后又插入了其他微生物的基因以增強其對二氧化碳的吸收能力。通過光合作用，轉(zhuǎn)基因藍(lán)藻就可以產(chǎn)生異丁醇和異戊醇?xì)怏w。這類氣體具有沸點低、承壓能力強的特點，容易從系統(tǒng)中分離。
新技術(shù)前景可觀，新技術(shù)利用太陽能發(fā)電所產(chǎn)生的氫來促使轉(zhuǎn)基因微生物中的二氧化碳轉(zhuǎn)化，以形成高能量密度的液體燃料。但目前，這種液體燃料溶解性低、質(zhì)量遷移率低，并且存在和氫相關(guān)的安全隱患，這些都制約了這一轉(zhuǎn)化過程的效率和可擴展性?？茖W(xué)家經(jīng)過進一步研究，改用甲酸替代氫作為中間體和高效的能源載體，發(fā)現(xiàn)可促進二氧化碳在細(xì)菌中的固定，在黑暗中可生成異丁醇和高級醇。
與普通的生物系統(tǒng)相比，這種新型的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)不需要光反應(yīng)和碳反應(yīng)同時發(fā)生，可將太陽能電池板置于沙漠中或屋頂上。普通的生物系統(tǒng)需要基于大量農(nóng)耕土地種植植物，而該轉(zhuǎn)化系統(tǒng)不僅能回收二氧化碳回收設(shè)備，有助于減少由燃燒化石燃料所產(chǎn)生的溫室氣體；還能將太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料，并可應(yīng)用于現(xiàn)有的能源設(shè)施和大多數(shù)汽車上。除此之外，與其他汽油替代方案相比，這種轉(zhuǎn)基因海藻在轉(zhuǎn)化過程中不需要中間步驟，可直接將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料?？茖W(xué)家們也表示，出于成本考慮，利用現(xiàn)有設(shè)備和相對便宜的化學(xué)催化過程更便于將來大規(guī)模生產(chǎn)和推廣。該系統(tǒng)的理想安置地點應(yīng)是排放二氧化碳的火力發(fā)電廠附近，這樣由發(fā)電廠排出的廢氣就可被直接捕獲，并被轉(zhuǎn)化為燃料。
這項新技術(shù)還有待完善，不過，我們有理由相信，環(huán)境問題將會在人們環(huán)保意識的增強和科技的不斷發(fā)展中逐漸好轉(zhuǎn)，地球也將逐漸回歸清潔美麗。
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