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由布莱恩弗里德兰德
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  • 阿特金森中心
  • 生物与环境工程
  • 微生物生物学
  • 能源
通过借用自然界的光合作用蓝图,康奈尔大学的生物工程师已经找到了一种有效地吸收和储存大规模、低成本的可再生太阳能的方法——同时将大气中的二氧化碳封存起来,以便日后用作生物燃料。

关键是:让生物工程微生物来做所有的工作。

蜂鸣器巴斯托香港大学助理教授生物与环境工程在农业与生命科学学院,博士候选人Farshid Salimijazi已经整合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丰富的可再生电力的世界,”巴斯托说。“但为了将丰富的能源输送到电网,我们将需要比目前容量大数千倍的能源存储。”

研究”,工程电微生物生产效率的制约因素该研究于10月份发表在《焦耳》杂志上。Salimijazi是第一作者。

电微生物生产技术融合了生物学和电子学,这样从风、太阳和水收集的能量就可以以能量储存聚合物(工程微生物)的形式转化为可再生电力。解决了储存问题,这些微生物可以按需使用或制造低碳运输燃料。

他说:“我们需要考虑如何储存能量,以备不时之需或风不刮时之需。”他指出,电池或燃料电池技术会占用大量空间。“我们需要解决如何以廉价和清洁的方式储存这么多能源的问题。”

在这篇论文中,研究人员建议利用微生物的电合成技术,即将传入的电子直接供给工程微生物,从而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。

博士后研究员Alexa Schmitz是巴斯托实验室的一员,她说,这些经过改造的微生物既能储存能量,又能吸收二氧化碳。二氧化碳可以转化成碳氢燃料——有效中和碳循环,导致净零碳排放。

Schmitz说:“虽然碳氢燃料不会产生碳负效应,但在这种情况下,碳中性仍然很好。”“对于许多机械或航空行业来说,社会可能仍需要低密度碳氢化合物燃料。”

她说,这种情况比碳膨胀要好得多。她说:“我们希望能够制造低碳燃料,而不需要开采石油或天然气,然后把碳排放到大气中。”

“微生物就像一种高效的微观燃料电池,”a康奈尔大学的阿特金森的家伙。“这就是为什么我们为开发这一潜力的最佳方式提供了这一路线图。需要进行更多的研究来确定最适合这项工作的微生物,因为最后一切都会归结为效率。”

除了Salimijazi、Schmitz和Barstow,其他共同作者是Jaehwan Kim,化学博士生;Richard Grenville, Philadelphia Mixing Solutions Ltd,宾州Palmyra;以及普林斯顿大学化学教授安德鲁·博卡尔利。

财政支持是由美国能源部和巴罗斯惠康基金提供的。

这篇文章也出现在康奈尔纪事上。

标题图片:生物工程微生物可能有一天会被用来储存太阳能量,以及吸收大气中的二氧化碳,然后将其转化为燃料。这张插图展示了博士后研究员朴永昌和傅炳在化学领域拍摄的微生物图像。由Wendy Kenigsberg/康奈尔大学拍摄

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