二氧化碳新去处

更新时间:2023-12-17 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:27286 浏览:129509

近年来,大气中二氧化碳的增多引起了地球温室效应,气温升高,海平面上升,冰川融化,由此引起了世界各地的极端天气.然而近日科学家们的一个新发现,也许不仅能为二氧化碳觅得一个新去处,还能解决能源危机.

二氧化碳变为液体燃料

美国科学家通过基因技术对一种名为“富养罗尔斯通氏菌H16”的微生物进行了基因改造,使用二氧化碳作为单一碳来源,电力作为唯一的能量输入,在电子生物反应器中生产出了异丁醇和异戊醇——新型的液体燃料.

植物的光合作用是指植物等在可见光的照射下,经过光反应和暗反应(又称碳反应)两个阶段,利用光合色素,将光能转化为化学能,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程.在上述新技术中,科学家将光反应和碳反应分离开来,不利用生物的光合作用,而改用太阳能电池板将阳光转化为电能,随后形成化工中间体,以促进二氧化碳的固定,最终生成燃料.科学家们通过基因技术,首先增加了聚球蓝藻菌中具有吸收二氧化碳作用的核酮糖二磷酸羧化酶的数量,而后又插入了其他微生物的基因以增强其对二氧化碳的吸收能力.通过光合作用,转基因蓝藻就可以产生异丁醇和异戊醇气体.这类气体具有沸点低、承压能力强的特点,容易从系统中分离.

新技术前景可观

新技术利用太阳能发电所产生的氢来促使转基因微生物中的二氧化碳转化,以形成高能量密度的液体燃料.但目前,这种液体燃料溶解性低、质量迁移率低,并且存在和氢相关的安全隐患,这些都制约了这一转化过程的效率和可扩展性.科学家经过进一步研究,改用甲酸替代氢作为中间体和高效的能源载体,发现可促进二氧化碳在细菌中的固定,在黑暗中可生成异丁醇和高级醇.

与普通的生物系统相比,这种新型的转化系统不需要光反应和碳反应同时发生,可将太阳能电池板置于沙漠中或屋顶上.普通的生物系统需要基于大量农耕土地种植植物,而该转化系统不仅能回收二氧化碳,有助于减少由燃烧化石燃料所产生的温室气体;还能将太阳能和二氧化碳转化为燃料,并可应用于现有的能源设施和大多数汽车上.除此之外,与其他汽油替代方案相比,这种转基因海藻在转化过程中不需要中间步骤,可直接将二氧化碳转化为燃料.科学家们也表示,出于成本考虑,利用现有设备和相对便宜的化学催化过程更便于将来大规模生产和推广.该系统的理想安置地点应是排放二氧化碳的火力发电厂附近,这样由发电厂排出的废气就可被直接捕获,并被转化为燃料.


这项新技术还有待完善,不过,我们有理由相信,环境问题将会在人们环保意识的增强和科技的不断发展中逐渐好转,地球也将逐渐回归清洁美丽.