工程师利用微生物储存能量，隔离二氧化碳

时间：2022-06-01 10:43:24来源：

通过借鉴大自然的光合作用蓝图，康奈尔大学的生物工程师找到了一种有效吸收和储存来自太阳的大规模、低成本的可再生能源的方法——同时隔离大气中的二氧化碳，以后用作生物燃料。

关键：让生物工程微生物完成所有工作。

康奈尔大学生物与环境工程助理教授 Buz Barstow 和博士生 Farshid Salimijazi 已经组装了计算微生物效率的理论解决方案和模型，这些微生物吸收电能和储存二氧化碳的效率至少是光合作用的五倍。植物将阳光转化为化学能的过程。

“很快，我们将生活在一个拥有大量可再生电力的世界，”巴斯托说。“但为了将丰富的能源带入电网，我们将需要容量比现在大数千倍的储能。”

这项名为“工程电微生物生产效率的限制”的研究于 10 月发表在Joule 杂志上。Salimijazi 是主要作者。

电微生物生产技术融合了生物学和电子学，因此从风、太阳和水中收集的能量可以以储能聚合物(工程微生物)的形式转化为可再生电力。解决存储问题，这些微生物可以按需使用或制造低碳运输燃料。

“我们需要考虑如何在下雨天或不刮风时储存能量，”他说，并指出电池或燃料电池技术会占用大量空间。“我们需要关于如何以廉价和清洁的方式储存大量能源的解决方案。”

在论文中，研究人员建议利用微生物电合成，其中传入的电子直接供给工程微生物，将二氧化碳转化为非碳分子。需要更多的研究来确定最适合这项工作的微生物。

Barstow 实验室成员、博士后研究员 Alexa Schmitz 表示，工程微生物既能储存能量，又能吸收二氧化碳。CO2可以转化为碳氢化合物燃料——有效地中和碳循环，从而实现净零碳排放。

“虽然碳氢化合物燃料不会产生负碳，但在这种情况下，碳中和性仍然非常好，”施密茨说。“对于许多机械或航空领域，社会可能仍需要该领域的低密度碳氢燃料。”

她说，这种情况比碳扩张要好得多。她说：“我们希望能够在不挖掘石油或从地下开采天然气的情况下制造低碳燃料，然后将碳释放到大气中。

“微生物作为一种高效的微型燃料电池，”康奈尔阿特金森研究员巴斯托说。“这就是为什么我们要提供这个路线图，以寻找利用这种潜力的最佳方法。需要更多的研究来确定最适合这项工作的微生物，因为归根结底，一切都取决于效率。”