Удаление углекислого газа станет в полтора раза дешевле: микробы решают проблему человечества

Китайские учёные предложили необычное, но перспективное решение одной из самых острых климатических проблем — избытка углекислого газа. Исследователи разработали технологию, в которой генетически модифицированные микробы очищают морскую воду от CO₂, превращая его в полезные вещества. Об этом сообщает портал New Atlas.

Море как главный резервуар углекислого газа

Океаны поглощают около 30% всех выбросов CO₂, а количество растворённого газа в морской воде уже в 150 раз больше, чем в атмосфере. Это приводит к подкислению воды, разрушению коралловых рифов и изменению состава морских экосистем.

"В океанах растворено в 150 раз больше CO₂, чем в атмосфере, что ведёт к изменению климата и уничтожению биоразнообразия", — напоминают учёные.

Традиционные методы извлечения углекислого газа из воды или воздуха требуют огромных затрат энергии. Сейчас удаление одной тонны CO₂ стоит около $373, что делает процесс нерентабельным для массового применения.

Как работает китайская технология

Команда из Китая предложила использовать модифицированные микроорганизмы, которые способны перерабатывать углекислый газ прямо в океанической воде.

"Китайская команда предлагает использовать модифицированные микробы для удаления CO₂ из морской воды", — сообщает New Atlas.

Процесс начинается с лёгкого подкисления морской воды - это позволяет высвободить растворённый углекислый газ. Затем CO₂ направляется в реактор, где восстанавливается до муравьиной кислоты. Этот химический продукт служит питанием для микробов Vibrio natriegens - быстрорастущего морского микроорганизма, который учёные "научили" превращать полученную кислоту в янтарную кислоту.

От отхода к ресурсу

Янтарная кислота — ценный продукт. Она используется для производства биотоплива, лекарств, продуктов питания и биоразлагаемых пластиков. Таким образом, новый метод не только сокращает количество углекислого газа в океане, но и создаёт вторичное сырьё для промышленности.

Учёные уже добились впечатляющих результатов: эффективность процесса достигает 70%, при этом энергетические затраты составляют всего 3 кВт·ч на килограмм CO₂.

"Сейчас удаление тонны CO₂ стоит $373, но китайские учёные рассчитывают снизить стоимость до $230, достигнув эффективности 70% при затратах 3 кВт·ч на кг CO₂", — отмечают исследователи.

Если технология будет масштабирована, это позволит одновременно очищать океаны и создавать устойчивые источники сырья.

Перспектива масштабирования

Разработчики планируют вывести процесс на промышленный уровень в ближайшие годы. Для этого необходимо создать установки, способные работать в прибрежных зонах, где концентрация CO₂ в воде особенно высока.

"Группа планирует масштабировать процесс и вывести его на коммерческий уровень в ближайшие годы", — сообщается в отчёте.

По расчётам учёных, если хотя бы 10% прибрежных вод подвергать такой обработке, это позволит сократить концентрацию углекислого газа в атмосфере на миллионы тонн ежегодно.

Экономия и экология

Главное преимущество технологии — замкнутый цикл. После того как CO₂ выделяется и перерабатывается, очищенная вода возвращается обратно в океан, не нарушая его естественный баланс.

"Вода подкисляется, CO₂ выделяется, восстанавливается и возвращается в океан", — описывают процесс авторы проекта.

Таким образом, система не только экологична, но и экономически оправдана: она создаёт продукцию с добавленной стоимостью, что компенсирует расходы на энергопотребление.

Параллельные открытия

Интересно, что другие учёные уже изучают устойчивость микробов к экстремальным условиям. Ранее австралийская группа доказала, что некоторые бактерии способны переживать перегрузки и кратковременную невесомость, возникающие при запуске ракет.

"Австралийским исследователям впервые удалось доказать, что жизненно важные для здоровья человека бактерии могут выдерживать экстремальные нагрузки при запуске ракеты и кратковременном пребывании в невесомости", — говорится в отчёте.

Это открытие важно для будущих пилотируемых миссий на Марс, где сохранение микрофлоры человека станет одной из ключевых задач.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: полагаться только на технологии улавливания CO₂ из воздуха.
• Последствие: низкая эффективность и высокие энергетические затраты.
• Альтернатива: использовать океаны как естественный буфер и задействовать биотехнологии для извлечения углекислого газа.

Мифы и правда

• Миф: улавливать CO₂ из воды сложнее, чем из воздуха.
Правда: концентрация углекислого газа в морской воде в сотни раз выше, а значит, извлекать его проще.

• Миф: генетически модифицированные микроорганизмы опасны для океана.
Правда: в технологии используется замкнутая система с контролируемой средой, что исключает попадание микробов в экосистему.

• Миф: переработка CO₂ нерентабельна.
Правда: если из него получать востребованные продукты, проект становится самоокупаемым.

Три интересных факта

• Vibrio natriegens — одна из самых быстрорастущих бактерий в мире, её жизненный цикл длится всего 10 минут.
• Муравьиная кислота, производимая из CO₂, может использоваться как экологичное топливо для водородных систем.
• Янтарная кислота признана "продуктом будущего" — из неё делают биоразлагаемые пластики и синтетические волокна.

Исторический контекст

Проблема улавливания углекислого газа активно изучается с 1970-х годов. Ранее все методы были энергоёмкими и нерентабельными. Только с развитием биотехнологий появилась возможность использовать живые системы как инструмент очистки планеты. Китайский проект стал первым примером, когда CO₂ из океана не просто удаляется, а превращается в ценный промышленный ресурс.

Если технология подтвердит свою эффективность, она может стать новым оружием против изменения климата - экологичным, воспроизводимым и экономически оправданным.