Микробные реакторы научились превращать CO2 в топливо

Группа инженеров под руководством Брюса Логана из Пенсильванского университета создала биореактор, превращающий углекислый газ в метан с помощью электричества. Разработка решает давнюю проблему масштабирования: технология сохраняет высокую эффективность даже при увеличении площади электродов в десять раз, что делает ее пригодной для промышленного применения в энергетике.

В основе системы лежит архитектура с «нулевым зазором». В традиционных установках анод и катод разделяет слой жидкости, создающий избыточное сопротивление. Ученые прижали электроды вплотную к ионообменной мембране, добившись рекордной для таких условий энергоэффективности в 45,2%. Стабильность работы обеспечивают археи рода Methanobacterium, которые поглощают водород с поверхности катода, превращая его в метан.

Математическое моделирование на базе уравнений Навье-Стокса позволило оптимизировать потоки жидкости и избежать застойных зон. Генетический анализ подтвердил, что состав микробного сообщества остается однородным по всей площади реактора, обеспечивая стабильный синтез. При плотности тока 17,5 А/м² установка выдает 6,9 литра метана на литр объема в сутки, демонстрируя кулоновскую эффективность свыше 95%. Работа профинансирована фондом «Ново Нордиск» и открывает путь к созданию заводов по утилизации парниковых газов, где метан может храниться в существующих газохранилищах.