Biến đổi khí hậu toàn cầu đang ngày càng đòi hỏi một biện pháp hữu hiệu để giảm bớt lượng khí cac-bo-nic (CO2), loại khí chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính

Vật thí nghiệm của các nhà khoa học. Ảnh: Sciencedaily

Trong một nỗ lực tìm kiếm giải pháp cho vấn đề trên, nhóm các nhà khoa học tới từ Trường Kỹ thuật UCLA Henry Samuel đã lai tạo một loại vi khuẩn cyano (cyanobacterium) có khả năng “ăn” khí CO2 và “nhả ra” iso-butanol, vốn được coi là một sự thay thế hữu hiệu cho xăng dầu. Toàn bộ quá trình trên lấy năng lượng trực tiếp từ mặt trời, thông qua quá trình quang hợp tự nhiên.

Nhóm nghiên cứu nói phương pháp này có 2 ưu điểm về tính dài hạn và khả năng ứng dụng rộng rãi trong việc tìm kiếm nguồn năng lượng. Thứ nhất, phương pháp này sử dụng khí CO2, làm giảm lượng khí thải nhà kính từ quá trình đốt cháy nhiên liệu. Thứ 2, việc lợi dụng quá trình quang hợp cho phép phương pháp được tiến hành trên hệ thống hạ tầng hiện có, đặc biệt là trên các phương tiện giao thông.

Các loại nhiên liệu thay thế xăng dầu khác cho đến nay thường là khí sinh học từ cây cối hay tảo biển. Tuy nhiên chúng đều yêu cầu các quá trình trung gian trước khi có thể được sử dụng như nhiên liệu cho động cơ.

Trưởng nhóm nghiên cứu James C. Liao nói: “Phương pháp mới tránh được những ảnh hưởng đến hệ sinh thái, kể cả là đối với thực vật hay tảo, vốn vẫn là rào cản về kinh tế lớn nhất của sản xuất nhiên liệu sinh học. Do vậy, phương pháp này cho hiệu quả cao hơn mà lại ít tốn kém hơn các phương pháp hiện có".

Trước tiên các nhà nghiên cứu dùng phương pháp di truyền để làm tăng lượng enzyme cố định CO2 có tên RuBisCO từ 1 loại vi khuẩn có tên Synechoccus elongates. Sau đó họ cho thêm gene của các loại vi sinh vật khác và tạo ra 1 loài vi khuẩn có khả năng hấp thụ khí CO2, ánh sáng mặt trời và tạo ra khí iso-butyraldehyde. Chất khí này có thể dễ dàng chiết xuất do có nhiệt độ sôi thấp và áp suất bay hơi cao.

Loài vi khuẩn mới cũng có khả năng tạo ra iso-butanol trực tiếp, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng phương pháp hiện tại sử dụng chất xúc tác ngoài biến iso-butyraldehyde thành iso-butanol có giá thành rẻ hơn rất nhiều. Ngoài ra, iso-butyraldehyde còn có thể được sử dụng để chế tạo các sản phẩm nguồn gốc dầu mỏ hữu dụng khác.

Liao cho hay, nhóm cộng sự của ông đang tiếp tục nghiên cứu để có thể tăng cường tốc độ cũng như sản lượng của quá trình. Ngoài ra, còn một số trở ngại khác như việc phân bố ánh sang sao cho hiệu quả, hay giá thành của các lò phản ứng. Nếu thành công, đây sẽ là một bước tiến dài trong việc bảo vệ môi trường, khi mà khí CO2 thải từ việc đốt cháy nhiên liệu sẽ lại được chuyển hóa ngược lại thành các nguồn nhiên liệu khác.

• Anh Phương (Theo Sciencedaily)