让二氧化碳变废为宝的“氢细菌”
2021/12/15
利用二氧化碳制造蛋白质和化学品的“氢细菌”的研究开发日趋活跃。这种细菌以氢作为能源,将二氧化碳转化为有机物,可为减排做出贡献,还能制造食品、塑料制品和生物燃料等,可谓一举两得。
“如果有了氢细菌,就能将二氧化碳高效转化为资源”,源自东京大学的新创企业CO2资源化研究所的首席执行官(CEO)汤川英明充满了自信。该企业力争2024年以后开始量产利用氢细菌制造的蛋白质和化学品,正在与住友化学和10多家大型食品与饮料企业等展开共同研究。
氢细菌是存在于自然界的一种特殊菌,可吸收二氧化碳后转化为有机物,同时自主繁殖。氢是该细菌的能量来源,因此得名。
美国国家航空航天局(NASA)曾在1960年代作为在太空生产蛋白质的方法进行研究,以前就受到了关注。但是,由于缺乏高效回收氢气和二氧化碳的方式,很多研究遭遇挫折。
但在近年来,除了回收技术的进步之外,在脱碳化趋势之下,氢细菌消耗二氧化碳的性质受到关注,相关研发再次变得活跃。作为二氧化碳回收再利用的“CCU”技术之一而受到期待。
要培养氢细菌,首先要在专用培养箱之中将水电解,产生氧气和氢气,然后注入二氧化碳,使氢细菌繁殖。繁殖的细菌在体内储存蛋白质,提取之后进行利用。通过改变基因,还能生产生物燃料和化学物质。
CO2资源化研究所将充分利用改变基因的氢细菌。很少的1克细菌即可在24小时内繁殖为16吨。据称为了保持一定的温度需要使用电力,但制造1公斤蛋白质可消耗2公斤二氧化碳,整体上能减少碳排放。
海外积极利用氢细菌的行动也在扩大。美国初创企业Air Protein正在开发以氢细菌制造的蛋白质变为人造肉的技术,并力争实用化。芬兰的Solar Foods采用氢细菌蛋白质的新工厂计划到2023年投产。正在自主研发约20种食品,包括使用自研蛋白质的意大利面和肉丸等。
课题是大规模生产怎样获取大量的二氧化碳和氢。虽然从空气中回收二氧化碳的技术也开始得到实用化,但成本较高。如果生产化学品,可以重复利用工厂等排放的二氧化碳,但入口的食品需要清洁的二氧化碳和氢气。
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