抗暖化利器 捕捉的二氧化碳可用细菌处理

科学家发明一套流程,将二氧化碳透过常见的大肠杆菌给转成化学液体甲酸。(图/美国国家病学研究所)

削减大气中的二氧化碳,是减缓甚至扭转全球暖化的大挑战,目前低碳电力节约电力与碳封存(CCD)被认为是必要进行的三件大事,然而补到的二氧化碳如何封存是个技术挑战,现在科学家提出可以由大肠杆菌来帮忙,它们会将二氧化碳转化成容易处理的甲酸。

目前碳封存的方式主要是将二氧化碳深埋进地底,目前已确知打进地底的二氧化碳会与地底矿物质晶化成碳酸矿石证明环境影响不大,然而地底深埋法需要特殊的地质构造,所以我们还需要更多种的处理法。最近苏格兰邓迪大学(University of Dundee)生命科学学院法兰克沙杰特教授(Frank Sargent)与当地工业公司Sasol UK和Ingenza Ltd,合作开发了一种利用大肠杆菌来代谢二氧化碳的方法,或许可以请这种常见的细菌帮忙处理二氧化碳。

沙杰特教授说:「减少二氧化碳排需要很多不同的解决方案,大自然很早就为我们提供了一些选项,因为生物从一开始就是从无氧环境出发的。单细胞的细菌经常生活极端的环境中,并且进行植物动物无法做到的特殊化学反应。

大肠杆菌就是一个例子,它可以在无氧的环境生活,当它处在这样的环境时,就会制造一种特殊的酶,称为FHL,它可以将气态二氧化碳转化成液态的甲酸,如此一来很容易储存、控制,甚至还可以活用。问题是,正常的转化过程缓慢,而且不太可靠。

我们尝试各种环境,希望使大肠杆菌快速的处理二氧化碳,现在发现当大肠菌处于10倍大气压力的二氧化碳和氢气混合的环境时,反应速度变得很快,在几个小时内就可以化合完毕。

这是生物技术领域的一项重要突破,我们正在进一步改良系统,使它从实验室成为工厂化,最终成为一种清除二氧化碳的细菌工厂。」

大肠杆菌可说是最常见的细菌之一,它就存在我们的肠道里,平时与我们的肠道和平共存,然而如果大肠菌过多时,就会造成肚子痛与腹泻,因此大肠菌的数量水质安全的标准,过多的大肠菌表示水质状况不佳。而且有一些大肠菌有毒性,比如恶名昭彰的O157大肠菌会产生强力毒素,导致相当危险的出血性肠病变。不过只要使用得宜,大肠菌也可以拯救地球

沙杰特教授说:「这项研究最重要的是它可以工厂化,也就是不需要寻找合适的地质环境才能执行碳封存,而且甲酸还具有工业用途,它是饲料中的防腐剂抗菌剂,也是制皮工业的鞣化剂,或者可以化合成机场跑道除冰剂等用途,使二氧化碳有了新的利用。」