Insinyur menggunakan mikroba untuk menyimpan energi, menyerap karbon dioksida
Energy

Insinyur menggunakan mikroba untuk menyimpan energi, menyerap karbon dioksida


Mikroba yang direkayasa secara biologis suatu hari nanti dapat digunakan untuk menyimpan energi matahari, serta menyerap karbon dioksida di atmosfer untuk kemudian mengubahnya menjadi bahan bakar. Ilustrasi ini menampilkan gambar mikroba yang diambil oleh peneliti postdoctoral Youngchan Park dan Bing Fu di bidang kimia. Kredit: Wendy Kenigsberg / Universitas Cornell

Dengan meminjam cetak biru alam untuk fotosintesis, ahli biologi Universitas Cornell telah menemukan cara untuk secara efisien menyerap dan menyimpan energi terbarukan berskala besar dan murah dari matahari — sambil menahan karbon dioksida di atmosfer untuk digunakan nanti sebagai bahan bakar nabati.

Kuncinya: Biarkan mikroba yang direkayasa secara biologis melakukan semua pekerjaan.

Buz Barstow, asisten profesor teknik biologi dan lingkungan di Cornell University, dan kandidat doktor Farshid Salimijazi telah mengumpulkan solusi dan model teoritis yang menghitung efisiensi mikroba, yang dapat menyerap listrik dan menyimpan karbon dioksida setidaknya lima kali lebih efisien daripada fotosintesis, proses dimana tanaman mengubah sinar matahari menjadi energi kimia.

“Segera, kita akan hidup di dunia dengan listrik terbarukan yang berlimpah,” kata Barstow. “Tetapi untuk membawa energi yang melimpah ke jaringan, kami akan membutuhkan penyimpanan energi dengan kapasitas ribuan kali lebih besar dari yang kami miliki saat ini.”

Penelitian, “Kendala pada Efisiensi Produksi Elektromikroba yang Direkayasa,” diterbitkan pada bulan Oktober di jurnal Joule. Salimijazi adalah penulis utama.

Teknologi produksi elektromikroba memadukan biologi dan elektronik sehingga energi yang dikumpulkan dari angin, matahari, dan air dapat diubah menjadi listrik terbarukan dalam bentuk polimer penyimpan energi (mikroba rekayasa). Memecahkan masalah penyimpanan, mikroba ini dapat digunakan sesuai permintaan atau untuk membuat bahan bakar transportasi rendah karbon.

“Kami perlu memikirkan tentang bagaimana kami dapat menyimpan energi untuk hari-hari hujan atau ketika angin tidak bertiup kencang,” katanya, mencatat bahwa baterai atau teknologi sel bahan bakar dapat memakan banyak ruang. “Kami membutuhkan solusi tentang cara menyimpan energi dalam jumlah besar ini dengan cara yang murah dan bersih.”

Dalam makalah tersebut, para peneliti menyarankan untuk memanfaatkan elektrosintesis mikroba, di mana elektron yang masuk diumpankan langsung ke mikroba yang direkayasa, yang akan mengubah karbon dioksida menjadi molekul non-karbon. Diperlukan lebih banyak penelitian untuk menentukan mikroba terbaik untuk pekerjaan itu.

Peneliti pascadoktoral Alexa Schmitz, anggota lab Barstow, mengatakan mikroba hasil rekayasa itu menyimpan energi dan menyerap karbon dioksida. CO2 dapat diubah menjadi bahan bakar hidrokarbon — dengan efektif menetralkan siklus karbon, menghasilkan emisi karbon netto-nol.

“Sementara bahan bakar hidrokarbon tidak akan negatif karbon, netralitas karbon masih sangat baik dalam hal ini,” kata Schmitz. “Untuk banyak mesin atau penerbangan, masyarakat mungkin masih membutuhkan bahan bakar hidrokarbon dengan kepadatan rendah untuk sektor itu.”

Skenario itu jauh lebih baik daripada ekspansi karbon, katanya. “Kami ingin dapat membuat bahan bakar rendah karbon tanpa menggali minyak atau mengeluarkan gas dari tanah,” katanya, “dan kemudian melepaskan karbon ke atmosfer.

“Mikroba bertindak sebagai sel bahan bakar mikroskopis yang efisien,” kata Barstow, seorang rekan Cornell Atkinson. “Itulah mengapa kami menawarkan peta jalan ini untuk cara terbaik untuk memanfaatkan potensi ini. Diperlukan lebih banyak penelitian untuk menentukan mikroba terbaik untuk pekerjaan itu, karena semuanya bermuara pada efisiensi pada akhirnya.”


Bakteri yang direkayasa bisa jadi kehilangan mata rantai dalam penyimpanan energi


Informasi lebih lanjut:
Farshid Salimijazi et al, Batasan pada Efisiensi Produksi Elektromikroba yang Direkayasa, Joule (2020). DOI: 10.1016 / j.joule.2020.08.010

Informasi jurnal:
Joule

Disediakan oleh Universitas Cornell

Kutipan: Insinyur menggunakan mikroba untuk menyimpan energi, menyaring karbon dioksida (2020, 15 Desember) diakses 15 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-microbial-energy-sequester-carbon-dioxide.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK