利用最新生物工程技術捕碳 降低碳排放

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溫室氣體的排放,包括二氧化碳,正在導致全球氣候變化。 因此現在科學界都在開發新的技術來減少二氧化碳的排放,或是將二氧化碳轉化為可再生的化學工業原料,進而促進循環經濟和永續發展的目標。

在許多捕碳的技術中,將氣態的二氧化碳加上氫之後形成甲酸的方式近年來受到科學界的關注。甲酸又稱作蟻酸,是螞蟻和蜜蜂等膜翅目昆蟲的分泌液中的主要物質。甲酸是常見的化工原料,常用於、皮革、染料、醫藥和橡膠等工業中。 過去將二氧化碳轉化為甲酸的技術通常需要昂貴的催化劑以及相對困難的化學反應條件下才能進行。因此,科學工程研究人員也不斷地在尋求與發展更容易將二氧化碳轉化為甲酸的化學反應條件。而其中一種改善方法是利用微生物工程技術來轉化二氧化碳。

一項最新發表在科學期刊《應用與環境微生物學》的研究中,英國紐卡斯爾大學的微生物工程研究人員改造了大腸桿菌,並讓大腸桿菌利用氫氣將二氧化碳轉化為甲酸 (formic acid),進而可以捕獲二氧化碳 。為了改造大腸桿菌中的轉化反應,研究人員利用基因工程改造了大腸桿菌中的甲酸轉化酶(formate hydrogenlyase FHL-1),並且用一種特殊的加壓式生物反應器,其中充滿了氫氣和二氧化碳,讓改造後的大腸桿菌可以使用這些氣體產生甲酸。

研究人員指出,最終目標是使用來自生物體中的可再生氫氣,或由可再生電力提供動力的電解反應來捕獲二氧化碳,並將其轉化為甲酸。接下來的關鍵技術是讓微生物,例如大腸桿菌使用甲酸作為其唯一的碳源,然後繼續利用微生物使用甲酸製造燃料、塑料或其他化學工業原料,達到一個真正循環的生物經濟(bioeconomy)願景,其中二氧化碳不斷的產生、捕獲並重新再利用。

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霧之舟

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