Не очень интересный факт: в наших океанах содержится в 150 раз больше углекислого газа, чем в атмосфере Земли. Это приводит к закислению океана, что может нарушить морские пищевые цепи и сократить биоразнообразие.
Решение этой проблемы может не только помочь восстановить баланс подводных экосистем, но и воспользоваться возможностью устойчивого использования этого хранящегося CO2 для различных целей, включая производство промышленных химикатов, необходимых для изготовления пластика.
Первый подход в этом направлении называется «прямой захват океана» (Direct Ocean Capture), то есть удаление растворенного углерода непосредственно из морской воды, и осуществляется посредством электрохимических процессов. Хотя над этим работают многие компании, он пока не получил широкого распространения, и экономическая выгода на данный момент не выглядит впечатляющей (по оценкам Climate Interventions, удаление 1 тонны CO2 из океана может обойтись как минимум в 373 доллара США).
Ученые из Китайской академии наук и Китайского университета электронных наук и технологий (оба находятся в Шэньчжэне, Китай) разработали метод DOC, который включает преобразование уловленного CO2 в биоразлагаемые прекурсоры пластика. Этот подход также характеризуется эффективностью 70% при относительно небольшом потреблении энергии (3 кВт⋅ч на кг CO2) и впечатляющей стоимостью в 230 долларов США за тонну CO2.
Иллюстрация искусственной системы переработки океанического углерода, которая улавливает и преобразует океанический CO2 в биохимические вещества. Ченгбо Ли и др., Nature Catalysis
Также стоит отметить использование модифицированных морских бактерий на последнем этапе. Вот подробное описание процесса, опубликованное в журнале Nature Catalysis :
Сначала электричество используется в специальном реакторе для подкисления природной морской воды. Это преобразует невидимый растворённый углерод в чистый газ, который затем собирается. Затем система восстанавливает естественный химический состав воды перед её возвратом в океан.
Затем уловленный CO2 поступает во второй реактор, содержащий катализатор на основе висмута, для получения концентрированной чистой жидкости, называемой муравьиной кислотой. Муравьиная кислота является важнейшим промежуточным продуктом, поскольку она служит богатым энергией источником пищи для микробов.
Модифицированные морские микробы, в частности Vibrio natriegens , питаются чистой муравьиной кислотой в качестве единственного источника углерода. Микробы метаболизируют муравьиную кислоту и эффективно производят янтарную кислоту, которая затем используется непосредственно в качестве необходимого прекурсора для синтеза биоразлагаемых пластиков, таких как полибутиленсукцинат (PBS).
Метод DOC, используемый исследователями, позволяет получать янтарную кислоту, предшественник биоразлагаемых пластиков, таких как PBS. Джонатан Чинг на Unsplash
Это довольно хорошее начало. Исследователи отмечают, что существуют возможности для оптимизации, повышения производительности и интеграции этой системы в промышленные процессы. Её также можно модифицировать для производства химикатов, используемых в топливе, лекарствах и продуктах питания.
Пока ещё неизвестно, насколько быстро команда сможет коммерциализировать этот метод декарбонизации, поскольку у него может быть серьёзная конкуренция. Например, голландская компания Brineworks заявляет, что к 2030 году её решение на основе электролиза позволит снизить цену до менее 200 долларов за тонну. В ближайшие пару лет стоит обратить внимание на эту увлекательную нишу декарбонизации.
