8月5日消息,Cornell大学Esteban Gazel教授团队在《Scientific Reports》上发表了一项重要研究,成功工程化氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)菌株,显著加速超镁铁矿物的自然风化过程,开创了一条兼具二氧化碳移除与关键金属回收双重价值的新路径。

超镁铁矿物(如橄榄石和顽火辉石)富含镁和铁,是地球上天然的碳汇介质。通过增强风化(enhanced weathering)加速这些矿物的溶解,可以将大气中的CO₂转化为稳定的碳酸盐矿物。然而,自然风化过程极其缓慢,难以在工业规模上应用。

研究团队发现,工程化细菌与矿物表面的直接接触显著提高了溶解效率,远超仅依赖细菌分泌有机酸的效果。在实验室实验中,工程化细菌在15天内可提取橄榄石样本中高达75%的镁,同时释放出有价值的镍和钴——这两种金属是电动汽车电池的关键原材料。

此外,研究团队在室温、低pH条件下观察到了草酸镁(magnesium oxalate)的形成。这是一种碳承载矿物,每个镁原子理论上可结合两个碳原子,其碳封存潜力可能超过传统研究的菱镁矿(magnesite)。

研究人员还发现,细菌促进了铁氧化过程,使其能够持续产酸并维持矿物风化。这意味着该系统在理论上可以自我维持,不需要持续添加外部化学试剂。

从应用前景看,该技术有望应用于超镁铁矿山的尾矿处理——尾矿已被粉碎为细颗粒,为加速风化提供了理想的表面积条件,同时可以作为关键金属回收的原料来源。

该项目目前仍处于实验室阶段,未来研究将考察大规模应用中的工程挑战和经济学可行性。如果成功,该技术将为碳移除与关键矿产供应链的协同优化提供全新思路。 (来源:Carbon Capture Magazine)