利用自然:利用生物灵感来吸收碳

2015年11月13日，星期五，凌晨1:20

这是从摘录《走进自然》报道，由Terrapin Bright Green提供。

碳是生活“经济”不可分割的一部分。Unlike the anthropogenic buildup of carbon in the atmosphere and ocean, carbon is used by organisms to accomplish functions, and it is exchanged in cyclic flows between organisms and regional ecosystems. The abundance of carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) should be viewed as a ubiquitous resource and business opportunity.

Achieving goals such as New York’s 80 percent reduction in greenhouse gas (GHG) emissions by 2050, relative to 2010 levels, will require not only easily achievable measures, such as retrofitting existing buildings to reduce energy use-related emissions, but also new strategies such as reusing carbon to ensure a prosperous low-carbon economy. If properly funded, these additional reduction measures will come from bioinspired technology.

选择策略

捕获

碳以CO的形式2在我们的生态系统中有一个很大的生物亚群。植物、藻类和蓝藻——所有的初级生产者——为生态系统提供基本的物质层或碳原料。同样，目前正在开发的技术将使工业能够直接从废气中收集碳排放。我们的经济产生的温室气体排放可以被捕获并整合到我们现有的物质流中，将我们推向循环碳经济。

使用废弃碳的系统和材料，例如Blue Planet的碳隔离混凝土，将在全球碳循环中创造一个急需的“汇”，并为完成这一壮举的公司带来巨大的经济机会。

存储

碳的吸收出现在生命的物质中;所有生物都是由碳基物质构成的。生态系统中碳的临时储存时间从天到亿万年不等，但碳总是通过一个循环的过程移动。相比之下，我们的大多数合成材料和燃料从化石碳到垃圾填埋场、海洋和大气的迁移是线性的。公司和研究人员正在模仿自然碳储存，将废弃的碳纳入有价值的燃料、聚合物和建筑材料中，这些材料构成了数十亿美元的市场。人工光合作用就是这样一种创新，它正开始开发甚至扩大这些市场。

利用

碳从分子循环穿过生物体分子，掺入材料，以满足各种需求;使用碳的紧密连接到碳的存储。通常情况下，储存的碳（无论来自化石或生活来源）作为构建块和作为用于能量的临时容器，使生物体引入，存储和以后使用的碳分子作为材料的原料和化学能。创新型企业，如Novomer，都开始使用浪费CO2当创建衍生分子材料。

现有产品

蓝色星球产品

生产一吨水泥的通常导致的发射大约一吨的CO的2。全球水泥年产量约为40亿吨，建筑行业是主要的碳排放行业。

基于加州蓝色星球已经开发出一种捕捉二氧化碳的技术2从烟道流和创造碳酸盐矿物代替波特兰水泥或混凝土的骨料成分，或用于其他绿色建筑材料。它们的低温和低压过程的灵感来自于珊瑚的生物矿化，它们使用溶解的CO2长出坚固的珊瑚礁。Blue Planet的过程已经克服了类似技术的高资本和运营成本。当与水泥或燃煤电厂的烟道流相结合时，该技术可以产生负碳的混凝土。如果在全球范围内推广，“蓝色星球”可能会封存超过100亿吨的二氧化碳2在接下来的40年里。

需要这种类型的技术，以减少全球二氧化碳的5％到7％2排放归因于水泥生产和超越。试点业务规模正在进行的中美;龟与蓝色星球努力查明在纽约潜在地点。

聚合多元醇

传统的塑料，如聚乙烯和聚丙烯，包括衍生自石油的碳原子的链。Novomer公司这家位于马萨诸塞州和纽约的化学公司从光合生物的碳循环中获得灵感，并开发了捕捉和利用废弃一氧化碳(CO)和CO的技术2在创造有价值的聚合物和化学中间体。他们的专用催化剂能使CO在低温(~35°C/95°F)和低压下结合2成的塑料的分子主链，从而产生CO2/ CO衍生的50％的碳含量。

Novomer公司的收敛材料拥有较高的性能指标和成本竞争力。扩展到的每年数千万吨的生产量之后，将自己的产品被在商业应用中若干胶粘剂和聚氨酯制造商，包括德国的JOWAT AG使用。