Бактерия-рудокоп: добывает никель и кобальт и ловит CO2
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Генетически модифицированная бактерия Gluconobacter oxydans ускоряет естественное разрушение минералов, богатых магнием и железом, одновременно извлекая из них кобальт и никель и связывая углекислый газ. Результаты эксперимента, проведенного в Корнеллском университете, опубликованы 5 августа в журнале Scientific Reports. Об этом сообщает портал Phys.org.
Инженерный штамм ускоряет выветривание ультраосновных пород — процесс, который в природе занимает тысячи лет. При этом растворенный магний превращается в оксалат магния — минерал, способный удерживать вдвое больше углерода на каждый атом магния, чем более изученный магнезит. Дополнительно высвобождаются кобальт и никель, необходимые для производства аккумуляторов.
"Биология может значительно ускорить естественный процесс удаления углерода, одновременно создавая дополнительную ценность за счет извлечения критически важных минералов", — говорит старший автор исследования Эстебан Газель, профессор кафедры наук о Земле и атмосфере Корнеллского университета. По его словам, связывание секвестрации углерода с извлечением ценных металлов может улучшить экономику крупномасштабного удаления CO2.
В ходе экспериментов выяснилось, что прямой контакт бактерий с поверхностью минералов значительно увеличивает скорость растворения по сравнению с использованием только кислых побочных продуктов. Микробы способствуют окислению железа в минералах, что позволяет им продолжать производить кислоту и поддерживать выветривание. За 15 дней инженерные бактерии извлекли до 75% магния из образцов оливина, а также высвободили никель и кобальт.
Исследователи также задокументировали образование оксалата магния при комнатной температуре и низком pH. Это соединение пока малоизучено, но его теоретическая емкость хранения углерода вдвое выше, чем у традиционных карбонатных минералов. "Когда я собирал данные и понял, что образовался оксалат магния, это было очень захватывающе", — говорит первый автор Джейкоб Клуг.
Хотя эксперименты проводились в лабораторных колбах, исследователи видят перспективу применения метода на ультраосновных хвостах горных работ. Эти отходы уже измельчены, что делает их пригодными для ускоренного выветривания, попутного извлечения минералов и долговременного хранения углерода. Прежде чем технологию можно будет масштабировать, предстоит выяснить, как увеличить выход оксалата магния, снизить стоимость питательной среды для бактерий и оценить стабильность этого минерала.
