Baktérie premieňajú CO2 na kameň: Nová nádej pre udržateľné stavebníctvo?

Vedci objavili pôdnu baktériu, Bacillus megaterium, ktorá dokáže efektívne premieňať oxid uhličitý na pevný uhličitan vápenatý, známy aj ako vápenec. Tento objav otvára dvere pre inovatívne prístupy k zachytávaniu uhlíka a udržateľnejšiemu stavebníctvu.

Oxid uhličitý, bežný vedľajší produkt priemyselných procesov, sa bežne uvoľňuje do atmosféry. Baktéria Bacillus megaterium však dokáže tento plyn premeniť na pevný vápenec, čo je objav s významným potenciálom pre znižovanie emisií a tvorbu ekologických stavebných materiálov.

Štúdia publikovaná v časopise Scientific Reports preukázala, že baktérie v prostredí s vysokou koncentráciou CO2 (470-násobok atmosférickej úrovne) dokázali premeniť až 94% uhlíka z plynu na uhličitan vápenatý. Táto účinnosť prekonáva mnohé technológie na zachytávanie uhlíka.

Vedúci autor štúdie, Dimitrios Terzis z EPFL, zdôrazňuje, že využitie baktérie, ktorá priamo konzumuje uhlík, môže zjednodušiť rozsiahle priemyselné nasadenie. Biologický proces tvorby kameňa na požiadanie by mohol byť integrovaný do cementární, oceliarní alebo zariadení na stabilizáciu pôdy.

Komentár redakcie: Objav baktérie Bacillus megaterium predstavuje sľubný krok k udržateľnejšiemu stavebníctvu a efektívnejšiemu zachytávaniu uhlíka. Hoci je potrebné prekonať niektoré výzvy, potenciál tohto biologického procesu na zníženie emisií a premenu priemyselného odpadu na stavebný materiál je značný. Budúci výskum sa zameria na optimalizáciu procesu a rozšírenie jeho aplikácií.

Na rozdiel od bežného postupu, ktorý využíva ureolýzu a produkuje nežiaduci amoniak, tento alternatívny proces s využitím enzýmu karboanhydrázy hydratuje oxid uhličitý na bikarbonát, ktorý následne reaguje s vápnikom a vytvára kameň bez toxických zvyškov. Reakcia je účinná aj v mierne kyslých spalinách.

Cementársky priemysel je zodpovedný za približne 8% globálnych emisií oxidu uhličitého. Nahradenie časti cementu vápencom vytvoreným baktériami by mohlo výrazne znížiť túto uhlíkovú stopu a zároveň dlhodobo ukladať uhlík.

Pilotné štúdie v Dánsku ukázali, že betónové bloky obohatené o biokalcit vykazovali minimálne zníženie pevnosti po 300 cykloch zmrazovania a rozmrazovania, čo potvrdzuje ich trvanlivosť.

Spoločnosť Medusoil už testuje pilotné bioreaktory a plánuje experimenty, pri ktorých sa baktérie aplikujú do kameniva na výrobu nosných blokov. Výskumníci z Newcastle University upravili baktériu Bacillus subtilis, ktorá s pomocou enzýmu z B. megaterium znížila obsah CO2 v spalinách o takmer 80%.

Ekonomické modely naznačujú, že pri využití obnoviteľnej energie by náklady na zachytávanie uhlíka pomocou mikrobiálnych jednotiek mohli byť konkurencieschopné s chemickými metódami.