Paano Mababago ng Microbes na Kumakain ng Langis ang Energy Transition [Video]

Tulad ng maaaring patunayan ng sinumang mahilig sa sourdough bread, ang mga kapaki-pakinabang na mikrobyo ay nabubuhay sa ating paligid. Iminumungkahi ng mga pagtatantya ang mga harbor ng Earth kasing dami ng isang trilyon microbial species. Marami ang nagpapaganda ng ating buhay, na nagbibigay-daan sa atin na gawin ang lahat mula sa pag-ferment ng mga pagkain hanggang sa pag-synthesize ng insulin ng tao.

Ang mga posibilidad na iyon ay nakakuha ng atensyon ni Tara Karimi, isang akademikong mananaliksik na nagdadalubhasa sa mga teknolohiyang inspirado ng biyolohikal. Ang kanyang kapatid na si Moji Karimi, ay nagtrabaho sa isang kumpanya na gustong i-sequence ang DNA ng mga mikrobyo na naninirahan sa mga balon ng langis at gas. Parehong Karimi kapatid ay madamdamin tungkol sa sustainability; nang magsalubong ang kanilang mga propesyonal na buhay, nagsimula silang mag-isip tungkol sa mga paraan na maaaring makatulong ang kanilang kaalaman sa agham at teknolohiya na baligtarin ang pagbabago ng klima.

Sa huli, ang kanilang pakikipagtulungan ay humantong sa Cemvita Factory, isang biotech na startup na itinatag nila noong 2017. Ngayon, ang kanilang pokus ay upang dalhin ang biotechnology sa paglipat ng enerhiya sa mga aplikasyon tulad ng paggamit ng mga microscopic na organismo upang gawing iba ang carbon dioxide, kumuha ng lithium mula sa luad o kapistahan sa langis, na magiging lubhang kapaki-pakinabang sa pandaigdigang pagsisikap na mag-decarbonize.

Pag-iipon ng isang hukbo ng microbial

Ang pagkuha ng langis ay isang likas na proseso ng pagbaba. Habang mas maraming langis ang nagagawa, bumababa ang presyur sa ilalim ng balat, at karaniwan nang mag-iiwan ng 20% ​​hanggang 50% ng langis na hindi nakuhang muli. Nakita ng Cemvita ang mga end-stage na reservoir na ito bilang perpekto para sa pagsubok ng epekto ng mga mikrobyo sa mga hydrocarbon, at nagkaroon ng ideya ang multidisciplinary team nito na maghanap ng mga mikrobyo na nagpapalit ng natitirang langis sa isa pang kapaki-pakinabang na produkto.

Ang proseso ay nagsasangkot ng pag-screen ng isang hanay ng mga mikrobyo upang makita kung ano ang maaari nilang gawin at tukuyin kung alin ang maaaring makaangkop at mabuhay sa isang larangan ng langis. Sa panahon ng proseso, natagpuan nila ang isang strain ng microbes na maaaring gumawa ng hydrogen habang sila ay kumonsumo ng langis. Naisip ni Moji, ang CEO ng Cemvita, na ang mga mikrobyo na ito ay maaaring gumawa ng isang natatanging modernong anyo ng alchemy - ginagawa ang itim na ginto sa tinatawag niyang "gold hydrogen."

“Gustung-gusto ng aming team ang pagtuklas. Ito ang kagandahan ng pananaliksik: Magsisimula ka sa paglutas ng isang hamon, at pagkatapos ay matuklasan mo ang isang bagay na mas malaki.

Nakakagambala sa paglipat ng enerhiya

Ang pagtuklas ng hydrogen ay hindi nagkataon lamang. Ang pangunahing misyon ng Cemvita ay matuto mula sa kalikasan at bumuo ng mga teknolohiya na gumagana kasuwato nito. "Gustung-gusto ng aming koponan ang pagtuklas," sabi ni Tara, CTO ng Cemvita. "Ito ang kagandahan ng pananaliksik: Magsisimula ka sa paglutas ng isang hamon, at pagkatapos ay matuklasan mo ang isang bagay na mas malaki."

Ang kamalayan ng mga microbes na tumutunaw ng mga hydrocarbon ay hindi bago. Ginampanan nila ang isang mahalagang papel sa nililimitahan ang pinsala sa ekolohiya ng Exxon Valdez oil spill noong 1980s at pagtunaw ang halo ng krudo at natural na gas na tumutulo mula sa balon ng Macondo ng BP noong 2010. Sa lab, sinubukan ng pangkat ng Cemvita ang mga pinsan ng mga mikrobyong iyon upang makahanap ng mga strain na sapat na matibay upang mabuhay sa mga anaerobic sub-surface na kapaligiran kung saan gustong ipadala ng mga siyentipiko ang mga ito .

"Sa sandaling suriin namin ang mga kahon na iyon, naramdaman namin na nagkaroon kami ng pagkakataon sa paggawa ng hydrogen sa halagang mas mababa sa isang dolyar bawat kilo," sabi ni Moji. Ang mga ekonomiyang iyon ay maglalagay ng gintong hydrogen ng Cemvita sa isang par sa hydrogen na ginawa mula sa natural na gas. Upang ilagay ang tagumpay na iyon sa pananaw, noong 2021 inilunsad ng US Department of Energy ang Hydrogen Shot—isang inisyatiba na naglalayong maabot ang dolyar-bawat-kilo na presyo sa loob ng isang dekada.

Isang nakakahimok na landas tungo sa pag-unlad

Tulad ng anumang bagong teknolohiya, ang malawak na paggamit ng solusyon ng Cemvita ay mangangailangan ng tiwala mula sa mga potensyal na mamumuhunan at kasosyo. Ang Mitsubishi Heavy Industries ay namuhunan sa kumpanya bilang bahagi ng estratehikong pagtuon nito sa pagtukoy at pagpapabilis ng mga pagkakataon sa decarbonization. "Ang pagbuo at pag-alis ng panganib sa mga makabagong teknolohiya na magpapagana sa paglipat ng enerhiya ay isang pangunahing pokus para sa amin, lalo na sa mga tuntunin ng pagbuo ng mga carbon at hydrogen value chain," sabi ni Ricky Sakai, Senior Vice President ng Investment & Business Development sa Mitsubishi Heavy Industries America.

"Ang subsurface biomanufacturing ay maaaring magtapos sa pagbuo ng isang buong bagong industriya ng paggalugad at produksyon ng hydrogen."

Ang mga kumpanya ng langis at gas ay may malakas na insentibo upang makipagsosyo sa Cemvita. Ang mga tapped well at tapped-out na mga oil field na tina-target ng Cemvita para sa field-testing ay mahalagang pananagutan para sa mga kumpanya ng eksplorasyon at produksyon. Ang paggawa ng natitirang langis sa hydrogen ay nag-aalok ng isang paraan upang mapalawig ang buhay ng mga balon na natanggal na.

"Ang mga kumbensiyonal na balon na na-drill sa mga porous na sandstone at limestone formations sa pagitan ng 1920s at 1990s ay kadalasang mayroong 20% ​​hanggang 50% ng kanilang mga hydrocarbon sa lugar," sabi ni Moji. "Iniisip namin iyon bilang isang mapagkukunan ng talagang murang feedstock na magagamit namin."

Sa susunod na taon o higit pa, ang Cemvita Factory ay maghahanap ng mga bulsa na maaaring magbunga ng 30 hanggang 50 tonelada sa isang araw ng gintong hydrogen na kakailanganin upang mabuhay sa komersyo sa merkado ngayon. Tinatantya ng kumpanya na maaaring tumakbo ang mga komersyal na setup na iyon sa loob ng 10 hanggang 15 taon bago nila maubos ang mga kasalukuyang reservoir. At sa US lamang, tinatantya nito na higit sa 100,000 balon ang nakakatugon sa mga paunang pamantayan nito.

Habang umuunlad ang ekonomiya ng hydrogen, maaaring maging mas matipid na panatilihin ang langis sa lupa at hayaang gawing hydrogen ang mga mikrobyo kaysa ibomba ito palabas. "Ang subsurface biomanufacturing ay maaaring magtapos sa pagbuo ng isang buong bagong industriya ng paggalugad at produksyon ng hydrogen," sabi ni Moji. "Kailangan lang nating pumasok sa pinto at buksan ito."

Mga kaugnay na nilalaman

Mga Aralin sa Pamumuhunan Mula sa Isang Energy Tech Scout

Payo para sa Mga Batang Inhinyero: Panatilihin ang Iyong Mata sa Malaking Larawan

Gumagawa ang Mga Electric Vehicle ng Mabilis na Lane Para sa Energy Storage System