يُعد المحيط أكبر حوض للكربون على الأرض، حيث يمتص حوالي 25% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية، لكن هذه العملية تؤدي إلى تحمض المحيطات وتهدد استقرار النظام البيئي. وفي الآونة الأخيرة، نشرت مجلة Nature Catalysis دراسة مبتكرة طورت فيها فرق بحثية نظامًا يلتقط ثاني أكسيد الكربون من مياه البحر بكفاءة عالية ويحوله إلى مقدمات بلاستيك قابل للتحلل البيولوجي، مما يوفر حلاً مستدامًا لإنتاج المواد الكيميائية الصناعية.

صمم الباحث الرئيسي Xia Chuan وزملاؤه نظامًا يتكون من جزأين: الأول يحول ثاني أكسيد الكربون الموجود في مياه البحر إلى حمض الفورميك النقي باستخدام محفز كهربائي، والثاني يستخدم بكتيريا Halomonas المعدلة وراثيًا لتحويل حمض الفورميك إلى حمض السكسينيك (succinic acid)، وهو المادة الخام الرئيسية لإنتاج البوليمر القابل للتحلل البيولوجي polybutylene succinate (PBS).

تجاوزت كفاءة التقاط الكربون في هذا النظام 70%، واستهلاك الطاقة منخفض جدًا (3 كيلوواط ساعة فقط لكل كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون)، وعمل النظام بشكل متواصل لمدة 536 ساعة، وتكلفة المعالجة تنافسية (229.9 دولار أمريكي لكل طن من ثاني أكسيد الكربون). وفي التجارب الموسعة، بلغ إنتاج خزان التخمير 1.37 غرام لكل لتر، مما يثبت قابلية النظام للتوسع.

وأشار فريق البحث إلى أنه من خلال تحسين الأقطاب الكهربائية والمحفزات الميكروبية، يمكن استخدام النظام لإنتاج الوقود والأدوية والمواد الغذائية وغيرها من المواد الكيميائية. ورغم أن الإنتاجية والتكامل لا يزالان بحاجة إلى تحسين لتلبية متطلبات الصناعة، فإن هذا الإنجاز يفتح اتجاهًا جديدًا لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مورد قيمي.