خودروهای آینده به جای بنزین از باکتری‌ها انرژی می‌گیرند

تصور کنید خودرویی که نه با بنزین، نه با برق، بلکه با نیروی باکتری‌های ریز و زنده حرکت کند! دانشمندان در آستانه انقلابی هستند که می‌تواند باکتری‌ها را به موتورهای زیستی خودروها تبدیل کند.

به گزارش پایگاه خبری اسب بخار، در جهانی که سوخت‌های فسیلی رو به پایانند و نگرانی‌های زیست‌محیطی هر روز بیشتر می‌شود، ایده‌ای عجیب اما جذاب در حال شکل‌گیری است. خودروهایی که از باکتری‌ها نیرو می‌گیرند. این مفهوم که زمانی فقط در داستان‌های علمی-تخیلی جا داشت، حالا به لطف پیشرفت‌های زیست‌فناوری و مهندسی ژنتیک، به موضوعی جدی در آزمایشگاه‌های سراسر جهان تبدیل شده.

محققان دانشگاه‌هایی مثل MIT و استنفورد در حال توسعه باکتری‌هایی هستند که می‌توانند سوخت زیستی تولید کنند و شاید روزی جایگزین باتری‌ها و پمپ‌بنزین‌ها شوند. این ماشین‌های زنده، نه‌تنها نوید آینده‌ای پاک‌تر را می‌دهند، بلکه می‌توانند راهی برای استفاده از ضایعات و کاهش وابستگی به منابع کمیاب باشند.

ایده اصلی ساده اما شگفت‌انگیز است. باکتری‌ها، این موجودات میکروسکوپی که میلیاردها سال در طبیعت تکامل یافته‌اند، می‌توانند از مواد آلی مثل ضایعات کشاورزی یا حتی زباله‌های شهری تغذیه کنند و در ازای آن، سوختی مثل بیوبوتانول یا هیدروژن تولید کنند.

برای مثال، تیمی در MIT با دستکاری ژنتیکی باکتری R. eutropha توانسته آن را به کارخانه‌ای کوچک تبدیل کند که ایزوبوتانول، نوعی الکل قابل استفاده در موتورهای بنزینی، تولید می‌کند.

برخلاف روش‌های سنتی تولید سوخت زیستی که نیاز به کشت محصولات غذایی مثل ذرت دارد، این باکتری‌ها می‌توانند از موادی استفاده کنند که برای انسان غیرقابل خوردن است، مثل سلولز موجود در کاه و کلش. این یعنی دیگر لازم نیست بین غذا و سوخت یکی را انتخاب کنیم.

اما این فناوری چطور کار می‌کند؟ باکتری‌ها در محیطی کنترل‌شده، مثل یک بیوراکتور داخل خودرو، قرار می‌گیرند. آن‌ها با استفاده از مسیرهای متابولیکی خود، مواد خام را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند. در برخی آزمایش‌ها، باکتری‌ها هیدروژن تولید می‌کنند که می‌تواند مستقیماً در پیل‌های سوختی به برق تبدیل شود و موتور الکتریکی خودرو را به حرکت درآورد.

در موارد دیگر، مثل پروژه MIT، محصول نهایی مایعی است که می‌تواند بدون نیاز به تغییر زیرساخت‌های فعلی، در موتورهای احتراقی موجود استفاده شود.

کریستوفر بریگام، زیست‌شناس MIT، در این خصوص می‌گوید: «ما نشان دادیم که در کشت مداوم، می‌توانیم مقادیر قابل توجهی سوخت تولید کنیم.» این رویکرد، برتری بزرگی نسبت به روش‌های دیگر دارد. باکتری‌ها سوخت را بیرون از بدن خود ترشح می‌کنند و نیازی به نابود کردن آن‌ها برای برداشت محصول نیست.
مزایای این ایده فقط به محیط‌زیست محدود نمی‌شود و اگر این فناوری به تولید انبوه برسد، می‌تواند هزینه‌های سوخت را کاهش دهد.

به گفته محققان دانشگاه واترلو کانادا، که روی تولید بوتانول از باکتری کار می‌کنند، این روش پتانسیل رقابت با بنزین فسیلی را دارد، به‌ویژه اگر بتوان باکتری‌ها را از دی‌اکسید کربن موجود در هوا تغذیه کرد که می‌تواند راهی برای جذب گازهای گلخانه‌ای و تبدیل آن‌ها به انرژی باشد. تصور کنید خودرویی که نه‌تنها آلودگی تولید نمی‌کند، بلکه هوا را هم پاک‌تر می‌کند!

با این حال، راهی طولانی در پیش است. تولید سوخت در مقیاس آزمایشگاهی با نیازهای واقعی جاده‌ها فاصله زیادی دارد. در حال حاضر، باکتری‌ها در هر لیتر فقط چند گرم سوخت تولید می‌کنند، در حالی که برای رقابت با بنزین، باید به ۱۰ تا ۲۰ گرم برسند. این نیاز به پیشرفت‌های بزرگ در مهندسی ژنتیک و بهینه‌سازی فرآیندها دارد، چیزی که ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها طول بکشد.

علاوه بر این، طراحی خودرویی که بیوراکتور را در خود جا دهد، چالش‌های فنی خاص خود را دارد؛ از کنترل دما و تأمین مواد خام گرفته تا ایمنی استفاده از موجودات زنده در ماشین.

با وجود این موانع، شور و هیجان در این حوزه بالاست. شرکت‌هایی مثل Centurion Biofuels در حال همکاری با دانشگاه‌ها هستند تا این ایده را از آزمایشگاه به خط تولید ببرند.

اگر موفق شوند، آینده‌ای را تصور کنید که در آن به جای پمپ‌بنزین، ایستگاه‌های «پرورش باکتری» داشته باشیم و ضایعاتمان را به سوخت تبدیل کنیم. این ماشین‌های زنده شاید هنوز روی جاده‌ها نباشند، اما در ذهن دانشمندان، چرخ‌هایشان به سرعت می‌چرخد.

سوخت زیستی