Bagaimana Mikrob Pemakan Minyak Boleh Merevolusikan Peralihan Tenaga [Video]

Seperti yang boleh dibuktikan oleh mana-mana peminat roti masam, mikrob berfaedah hidup di sekeliling kita. Anggaran mencadangkan pelabuhan Bumi sebanyak satu trilion spesies mikrob. Ramai yang menjadikan hidup kita lebih baik, membolehkan kita melakukan segala-galanya daripada menapai makanan kepada mensintesis insulin manusia.

Kemungkinan itu menarik perhatian Tara Karimi, seorang penyelidik akademik yang pakar dalam teknologi yang diilhamkan secara biologi. Abangnya, Moji Karimi, bekerja dengan sebuah syarikat yang ingin menyusun DNA mikrob yang hidup dalam telaga minyak dan gas. Kedua-dua adik-beradik Karimi bersemangat tentang kelestarian; apabila kehidupan profesional mereka bersilang, mereka mula memikirkan cara pengetahuan mereka tentang sains dan teknologi boleh membantu membalikkan perubahan iklim.

Akhirnya, kerjasama mereka membawa kepada Cemvita Factory, sebuah syarikat permulaan bioteknologi yang diasaskan pada 2017. Hari ini, tumpuan mereka adalah untuk membawa bioteknologi kepada peralihan tenaga dengan aplikasi seperti memanfaatkan organisma mikroskopik untuk menukar karbon dioksida kepada sesuatu yang lain, mengekstrak litium daripada tanah liat atau pesta. pada minyak, yang akan memberi manfaat yang besar dalam usaha global untuk menyahkarbon.

Mengumpul tentera mikrob

Pengekstrakan minyak adalah proses yang semakin berkurangan. Apabila lebih banyak minyak dihasilkan, tekanan bawah permukaan berkurangan, dan adalah kebiasaan untuk meninggalkan 20% hingga 50% minyak tidak dapat pulih. Cemvita melihat takungan peringkat akhir ini sesuai untuk menguji kesan mikrob ke atas hidrokarbon, dan pasukan pelbagai disiplinnya mempunyai idea untuk mencari mikrob yang mengubah sisa minyak kepada produk lain yang berguna.

Proses itu melibatkan penyaringan pelbagai mikrob untuk melihat apa yang mereka boleh lakukan dan mengenal pasti yang mana mungkin dapat menyesuaikan diri dan bertahan dalam medan minyak. Semasa proses itu, mereka menemui strain mikrob yang boleh menghasilkan hidrogen semasa mereka menggunakan minyak. Moji, Ketua Pegawai Eksekutif Cemvita, menganggap mikrob ini mungkin boleh melakukan bentuk alkimia moden yang jelas - menukar emas hitam kepada apa yang digelarnya "hidrogen emas."

“Pasukan kami sukakan penemuan. Itulah keindahan penyelidikan: Anda bermula dengan menyelesaikan satu cabaran, dan kemudian anda menemui sesuatu yang lebih besar.”

Mengganggu peralihan tenaga

Penemuan hidrogen bukanlah kebetulan. Misi teras Cemvita adalah untuk belajar daripada alam semula jadi dan membangunkan teknologi yang berfungsi selaras dengannya. “Pasukan kami sukakan penemuan,” kata Tara, CTO Cemvita. "Ia adalah keindahan penyelidikan: Anda bermula dengan menyelesaikan satu cabaran, dan kemudian anda menemui sesuatu yang lebih besar."

Kesedaran mikrob yang mencerna hidrokarbon bukanlah perkara baharu. Mereka memainkan peranan penting dalam mengehadkan kerosakan ekologi daripada tumpahan minyak Exxon Valdez pada tahun 1980-an dan mencerna campuran minyak mentah dan gas asli yang bocor dari telaga Macondo BP pada tahun 2010. Di makmal, pasukan Cemvita menguji sepupu mikrob tersebut untuk mencari strain yang cukup tahan lasak untuk bertahan dalam persekitaran sub-permukaan anaerobik di mana saintis ingin menghantarnya .

"Sebaik sahaja kami menyemak kotak itu, kami merasakan kami mempunyai peluang untuk menghasilkan hidrogen pada kos kurang daripada satu dolar sekilogram," kata Moji. Ekonomi tersebut akan meletakkan hidrogen emas Cemvita setanding dengan hidrogen yang dihasilkan daripada gas asli. Untuk meletakkan prestasi itu dalam perspektif, pada 2021 Jabatan Tenaga AS melancarkan Tembakan Hidrogen—satu inisiatif yang bertujuan untuk mencapai harga dolar per kilo dalam tempoh sedekad.

Laluan yang menarik untuk pembangunan

Seperti mana-mana teknologi baharu, penggunaan meluas penyelesaian Cemvita memerlukan kepercayaan daripada bakal pelabur dan rakan kongsi. Mitsubishi Heavy Industries telah melabur dalam syarikat itu sebagai sebahagian daripada fokus strategiknya untuk mengenal pasti dan mempercepatkan peluang penyahkarbonan. "Membangun dan menyah risiko teknologi inovatif yang akan memangkinkan peralihan tenaga adalah tumpuan utama kami, terutamanya dari segi membangunkan rantaian nilai karbon dan hidrogen," kata Ricky Sakai, Naib Presiden Kanan Pelaburan & Pembangunan Perniagaan di Mitsubishi Heavy Industries Amerika.

"Pembuatan bio bawah permukaan boleh menjana industri penerokaan dan pengeluaran hidrogen yang baharu."

Syarikat minyak dan gas mempunyai insentif yang kuat untuk bekerjasama dengan Cemvita. Telaga bertutup dan medan minyak ditoreh yang disasarkan oleh Cemvita untuk ujian lapangan pada dasarnya adalah liabiliti untuk syarikat penerokaan dan pengeluaran. Menukar baki minyak kepada hidrogen menawarkan cara untuk memanjangkan hayat telaga yang telah dihapuskan.

"Telaga konvensional yang digerudi ke dalam batu pasir berliang dan pembentukan batu kapur antara tahun 1920-an dan 1990-an selalunya mempunyai 20% hingga 50% daripada hidrokarbon mereka masih ada," kata Moji. "Kami menganggapnya sebagai sumber bahan mentah yang sangat murah yang boleh kami gunakan."

Pada tahun hadapan atau lebih, Kilang Cemvita akan mencari poket yang boleh menghasilkan 30 hingga 50 tan hidrogen emas sehari yang diperlukan untuk berdaya maju secara komersial dalam pasaran hari ini. Syarikat menganggarkan bahawa persediaan komersil tersebut boleh berjalan selama 10 hingga 15 tahun sebelum ia menghabiskan takungan sedia ada. Dan di AS sahaja, ia menganggarkan bahawa lebih daripada 100,000 telaga memenuhi kriteria awalnya.

Apabila ekonomi hidrogen berkembang, ia mungkin menjadi lebih menjimatkan untuk menyimpan minyak di dalam tanah dan membiarkan mikrob menukarnya menjadi hidrogen daripada mengepamnya keluar. "Pembuatan bio bawah permukaan boleh menghasilkan industri penerokaan dan pengeluaran hidrogen yang baharu," kata Moji. "Kami hanya perlu masuk ke pintu dan membukanya."

Kandungan berkaitan

Pelajaran Pelaburan Daripada Pengakap Teknologi Tenaga

Nasihat untuk Jurutera Muda: Perhatikan Gambar Besar

Kenderaan Elektrik Mencipta Lorong Pantas Untuk Sistem Penyimpanan Tenaga