Hiện
nay các nhà khoa học tại Đại học Georgia đã tìm ra một cách để biến đổi
carbon dioxit trong khí quyển thành các sản phẩm công nghiệp hữu ích.
Khám phá của họ có thể sớm dẫn đến việc tạo ra các loại nhiên liệu sinh
học được làm trực tiếp từ carbon dioxit trong không khí. Chúng ta biết
rằng lượng các bon này gây ra bẫy ánh sáng mặt trời và làm tăng nhiệt độ
toàn cầu.
Trong
quá trình quang hợp, thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để biến đổi
nước và carbon dioxit thành đường mà thực vật sử dụng đường để chuyển
hóa thành năng lượng, rất giống với việc con người đốt cháy calo từ thực
phẩm.
Các
phân tử đường có thể được lên men thành nhiên liệu như ethanol, nhưng
nó đã chứng minh rằng rất khó để có thể tách chiết đường một cách hiệu
quả, đường bị giữ bên trong các thành phức tạp của tế bào thực vật.
“Khám phá này có nghĩa là chúng ta có thể loại bỏ thực vật với tư cách là người trung gian” ông Adams, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.
Chi tiết kết quả nghiên cứu của họ được công bố ngày 25/3 trong phiên bản trực tuyến của tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ).
"Chúng
tôi có thể lấy carbon dioxit trực tiếp từ khí quyển và biến nó thành
sản phẩm hữu ích như các nhiên liệu và các hóa chất mà không cần phải
trải qua các quá trình không hiệu quả như trồng cây và chiết xuất đường
từ sinh khối".
Quá trình này được thực hiện bởi một loại vi sinh vật độc đáo được đặt tên là Pyrococcus furiosus,
hay "quả cầu lửa vội vã”. Vi sinh vật này phát triển mạnh bằng cách ăn
carbohydrate trong nước biển siêu nóng nằm gần các lỗ nhiệt. Bằng cách
thao tác các vật liệu di truyền của sinh vật, Adams và các đồng nghiệp
của ông đã tạo ra một loại P. furiosus có khả năng ăn carbon dioxide ở
nhiệt độ thấp hơn nhiều.
Sau
đó nhóm nghiên cứu sử dụng khí hydro để tạo ra một phản ứng hóa học
trong vi sinh vật, kết hợp carbon dioxide thành axit 3-hydroxypropionic,
một hóa chất công nghiệp thông thường được sử dụng để tạo ra acrylic và
nhiều sản phẩm khác.
Bằng
những thao tác khác di truyền trên chủng mới của P. furiosus, Adams và
các đồng nghiệp của ông có thể tạo ra một phiên bản vi sinh vật mà từ đó
có thể sản xuất ra các sản phẩm công nghiệp hữu ích, bao gồm nhiên liệu
từ carbon dioxide.
Khi
nhiên liệu được tạo ra thông qua quá trình P. furiosus bị đốt cháy, nó
giải phóng một lượng carbon dioxide bằng với lượng carbon dioxide đã
dùng để tạo ra nó, có hiệu quả làm cho carbon của nó trung tính và sạch
hơn nhiều để có thể thay thế các loại nhiên liệu hóa thạch như than đá,
xăng và dầu.
“Đây là bước đầu quan trọng có triển vọng rất lớn như là một phương pháp hiệu quả và hiệu quả về chi phí sản xuất nhiên liệu", Adams nói. "Trong tương lai, chúng tôi sẽ điều chỉnh quá trình và bắt đầu thử nghiệm trên quy mô lớn hơn".
Nghiên
cứu được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng với tư cách là một phần của Chương
trình Electrofue (Electrofuels Program) của Cơ quan quản lý các dự án
nghiên cứu cao cấp - mảng năng lượng (Advance Research Projects Agency -
Energy hay ARPA-E) dưới khoản trợ cấp DE-AR0000081.