Đại học Harvard tạo vi khuẩn có khả năng hấp thụ CO2 và sản xuất năng lượng

Các nhà khoa học tại Đại học Harvard (Mỹ) vừa tạo ra loại vi khuẩn biến đổi gene mới, có thể thu CO₂ trong không khí và chuyển nó thành năng lượng. Chẳng những làm giảm lượng khí carbon dioxide dư thừa đang tác động tiêu cực đến khí hậu Trái đất, thành công này được cho là còn có khả năng bảo tồn nhiên liệu hóa thạch có mặt trên hành tinh chúng ta.

Trong nghiên cứu của mình cùng các nhà sinh vật học thuộc Trường Y Harvard đã thiết kế một loại vi khuẩn biến đổi gene gọi là Ralston eutropha, cho phép chúng hấp thụ khí hydro và carbon dioxide, sau đó chuyển thành nhiên liệu cồn.

"Ngay bây giờ, chúng tôi đang tạo ra isopropanol, isobutanol, isopentanol", ông Nocera cho biết. "Đây là tất cả những loại rượu mà bạn có thể đốt cháy một cách trực tiếp. Nó đến từ hydro sản xuất sau quá trình tách nước, và hít thở CO₂. Đó là những gì loại vi khuẩn này thực hiện". Ralston eutropha có nhiệm vụ hấp thu hydro và CO2, sau đó chuyển chúng thành adenosine triphosphate (ATP), hỗ trợ quá trình chuyển đổi thành nhiên liệu cồn nhờ các gene đặc biệt được chèn vào vi khuẩn.

Giáo sư Daniel Nocera, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu​.

Các ứng dụng thực tiễn đến từ một loại vi khuẩn có khả năng hít vào CO₂, và tạo ra năng lượng là không giới hạn. "Chúng đang ăn hydro, đó là nguồn thức ăn duy nhất, và sau đó chúng hít vào khí CO₂, rồi tiếp tục nhân lên. Chúng sinh sản và tăng trưởng theo cấp số nhân", giáo sư Nocera chia sẻ.

Nocera được biết đến là người đã phát minh ra lá nhân tạo cách đây 5 năm, khi ông còn làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts ( MIT - Mỹ). Lúc bấy giờ, sản phẩm của ông đã thật sự gây chấn động với khả năng bắt chước quá trình quang hợp ở lá cây thật, cho phép nó biến nước thành oxy và hydro. Hydro - một loại nhiên liệu đốt sạch, thường được tạo ra từ khí thiên nhiên, trong một quá trình kèm theo việc phát ra khí nhà kính. Vào thời điểm ra mắt, "lá nhân tạo" đã không mang đến hiệu quả như kỳ vọng, theo ông Nocera, bởi lúc bấy giờ, thế giới vẫn chưa sẵn sàng cho nhiên liệu hydro.

"Nếu tôi cung cấp cho bạn hydro tái tạo của mình, điều duy nhất bạn có thể làm với nó là thổi phồng một quả bong bóng", ông nói. "Không có cơ sở hạ tầng dành cho hydro". Tuy nhiên, nếu hydro từ lá có thể kết hợp với CO₂ để tạo ra nhiên liệu cồn, nhiên liệu đó có thể được sử dụng như cách mà bạn dùng dầu diesel ở hiện tại. Đó là điều mà giáo sư Nocera cùng các cộng sự của mình đang hướng đến.

Năm ngoái, Nocera tuyên bố ông sẽ tiếp tục làm việc với vi khuẩn trong nỗ lực tạo ra nhiên liệu, và các nhà khoa học khác từng cho rằng sẽ rất khó khăn để điều đó mang đến hiệu quả. Thời điểm đó, Nocera cho biết phương pháp của ông có thể thu được hiệu suất cao hơn khoảng 5 lần so với các nhà máy. Cho đến tháng 5 vừa qua tại Đại học Chicago, ông thông báo vi khuẩn của mình đã có thể chuyển ánh sáng mặt trời thành năng lượng với hiệu quả gấp 10 lần so với các nhà máy thông thường.