Коллектив ученых из Китая совершил прорыв, создав первую в мире установку, которая перерабатывает углекислый газ (CO₂) из океанской воды в сырье для производства биоразлагаемого пластика. Океаны поглощают почти треть глобальных выбросов CO₂, и новая система позволяет активно использовать этот гигантский резервуар углерода.
Исследователи под руководством Гао Сяна из Шэньчжэньского института перспективных технологий и Ся Чуаня из Университета электронных наук и технологий Китая разработали искусственную систему рециклинга углерода. Новаторство метода заключается в комбинации электрохимии и микробной ферментации. Морская вода проходит через специальный пятикамерный электрохимический реактор, где электрическое поле инициирует расщепление воды. Образующиеся протоны подкисляют одну из камер, превращая растворенные карбонаты в газообразный CO₂. Затем этот CO₂ отделяется с помощью половолоконной мембраны и поступает во второй реактор. Там специальный катализатор на основе висмута преобразует CO₂ в муравьиную кислоту.
Завершающий этап процесса — это ферментация муравьиной кислоты с помощью специально выращенного штамма морской бактерии Vibrio natriegens. В результате образуется янтарная кислота (succinic acid), которая является ключевым компонентом для производства биоразлагаемых пластиков, таких как полибутиленсукцинат (PBS). Система успешно прошла испытания на морской воде из залива Шэньчжэнь, проработав в непрерывном режиме более 530 часов и продемонстрировав эффективность захвата углерода на уровне 70%. При этом расчетная стоимость процесса составила около 230 долларов за метрическую тонну CO₂, что конкурентоспособно с современными технологиями улавливания углерода.
Эксперты отмечают значимость этого достижения. Как пояснил Сян Чэнсян из Калифорнийского технологического института, это первая демонстрация полного цикла преобразования океанского CO₂ в пригодное для использования сырье для биопластика с многообещающей стабильностью и экономикой. Модульная конструкция системы позволяет настраивать ее для производства и других ценных промышленных химикатов, таких как молочная кислота, аланин и 1,4-бутандиол.
Это открытие имеет далеко идущие последствия. Подход не только предлагает способ производства экологически чистых материалов, но и превращает океаны из пассивных поглотителей углерода в активных участников борьбы с изменением климата. Интеграция таких систем с оффшорными возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер или приливы, может сделать процесс еще более устойчивым.
Это знаменует собой переход от простого захвата и хранения CO₂ к его переработке в продукты с добавленной стоимостью — что способствует созданию циклической низкоуглеродной экономики.