利用細菌將二氧化碳轉換成燃料

 

刊登日期:2020/6/9
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美國加州大學柏克萊分校與勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)利用細菌、奈米線所組成的人工光合作用系統,開發出可有效率生產有機化合物之技術。新技術利用二氧化碳與水,可製造出做為燃料、藥品等的原料–醋酸鹽(Acetate)。研究團隊也表示,新技術不僅可以因應地球的環境問題,並可望在未來的火星移居計畫中展現莫大效益。

研究團隊在8年前即開始從事由細菌、奈米線組成之生質複合人工光合作用系統的研究。利用以厭氧性細菌做為觸媒,將二氧化碳與水生成醋酸鹽的生成系統,在5年前達到太陽能源轉換效率0.4 %,相當於一般植物的轉換效率。

此次研究團隊則在「奈米線森林」中有效率地填滿細菌,進而提高了轉換效率。最初研究團隊僅單純地將許多細菌置入奈米線中,但未能達到提高轉換效率的目的,原來是細菌一旦生成醋酸鹽,周圍水的pH值就會上升,細菌便從奈米線分離,因而破壞了迴路。研究團隊讓水保持弱酸性後,促使更多的細菌能連續生成醋酸鹽,經過一周後,就達成了約3.6 %的高轉換效率。

雖然研究團隊此次開發的系統是結合了光伏發電裝置,但最終轉換系統將會是奈米線自體吸收太陽光後生成電子,細菌接收電子後,將二氧化碳與分子轉換成醋酸鹽與氧氣的系統。研究團隊也認為此系統可望應用於火星探查。由於火星大氣中約96%為二氧化碳,且水以冰的狀態豐富存在於極冠或地下。醋酸鹽可以應用做為燃料、塑膠、藥品等的原料,且副產物的氧氣亦可應用於居住區的人工大氣。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/200430_biohybrid.html
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