固碳还是要靠生物方法

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xiao86
楼主 (未名空间)

这篇文章 用化学方法把co2变成一碳化合物,后面用体外生物方法一步步转化成淀粉。这是一个极其昂贵和低效的方法。

产生的淀粉的价值远远小于生产过程消耗的资源和成本。

固碳还是要靠活细胞生物方法,让植物和光合作用藻类固碳。这个方法的 瓶颈是第一
步反应,由rubisco催化。这个酶很有意思:起源的时候,地球还没有氧气,只有co2;
所以早期漫长的进化历程里并没有排除o2干扰的选择压力。结果若干亿年以后,由于光合作用的长期积累,大气中氧气浓度变高,反过来抑制rubisco的固碳反应。

从进化角度来说,氧气对生物固碳的抑制不是由第一性的物理和化学原理造成,而是自然选择和历史遗留问题。因此,理论上可以在实验室里快速的把rubisco进化出对抗氧
气的抑制。

t
truehorse

尼玛,美国固碳公司都完成b轮估值了
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xiao86

link?
【 在 truehorse (stone) 的大作中提到: 】
: 尼玛,美国固碳公司都完成b轮估值了

t
truehorse

海归的都是傻逼,美国固碳公司要卖航空油,你还想着生物固碳

当然美国这家也可能是骗局

t
truehorse

我都发了图了,海归退化到不会搜索了?

【 在 xiao86 (晴雯) 的大作中提到: 】
: link?

b
buce

在地球上还是要搞人工光合作用

在金星50-60公里大气层殖民计划中 不需要考虑能量来源 只需要考虑如何从简单的原
料开始简单粗暴的固氮固碳

xiaxianyue

人造光合作用早就有人搞了

【 在 buce (buce) 的大作中提到: 】
: 在地球上还是要搞人工光合作用
:
: 在金星50-60公里大气层殖民计划中 不需要考虑能量来源 只需要考虑如何从简单的原
: 料开始简单粗暴的固氮固碳
x
xiao86

你说的是pamela silver那帮人搞的人造光合作用、人造叶子。 思路跟这个cell free固碳是一个意思。

都是绕开活细胞。

我的观点是:现在人类的技术还没法在系统/整条代谢通路上超过自然进化;因此还是
要回归到活细胞,对它进行改造。比如把天然光合作用的限制步骤rubsico的效率提搞
、对o2浓度敏感性解除。以此来turbo boost活细胞/植物的固碳能力。

【 在 xiaxianyue (下弦月) 的大作中提到: 】
: 人造光合作用早就有人搞了

StMicheal

光伏比光合作用能量转化率高.

叶绿体能利用的可见光波段比太阳能电池窄.

太阳能电池光电转化效率20%以上.

靠细胞内叶绿体固能效率最高的单细胞效率13%.

所以从原理上,工业规模太阳能转换淀粉,效率比植物高.

【 在 xiao86 (晴雯) 的大作中提到: 】
: 这篇文章 用化学方法把co2变成一碳化合物,后面用体外生物方法一步步转化成淀粉。
: 这是一个极其昂贵和低效的方法。
: 产生的淀粉的价值远远小于生产过程消耗的资源和成本。
: 固碳还是要靠活细胞生物方法,让植物和光合作用藻类固碳。这个方法的 瓶颈是第一
: 步反应,由rubisco催化。这个酶很有意思:起源的时候,地球还没有氧气,只有co2;
: 所以早期漫长的进化历程里并没有排除o2干扰的选择压力。结果若干亿年以后,由于光
: 合作用的长期积累,大气中氧气浓度变高,反过来抑制rubisco的固碳反应。
: 从进化角度来说,氧气对生物固碳的抑制不是由第一性的物理和化学原理造成,而是自
: 然选择和历史遗留问题。因此,理论上可以在实验室里快速的把rubisco进化出对抗氧
: 气的抑制。

a
allienpig

扯鸡吧蛋
光伏来的只用于电解水生成氢气而已。
拿光伏电池百分之20效率算, 电解生成氢气氧气 那么电解氢气只使用了光伏电力一半的能量(我是估算 假设电解池anode cathode 电位一样)。 也就是阳光到氢气这步效率只有百分之10
第一步二氧化碳生成甲醇高温高压需要的能量是 光伏来的??

然后剩下的反应是需要atp供能, atp的能量哪来的? 别告诉我也是光伏电池来的。。

你如果这些都算上 肯定比光合作用效率低

【 在 StMicheal(archangel) 的大作中提到: 】
<br>: 光伏比光合作用能量转化率高.
<br>: 叶绿体能利用的可见光波段比太阳能电池窄.
<br>: 太阳能电池光电转化效率20%以上.
<br>: 靠细胞内叶绿体固能效率最高的单细胞效率13%.
<br>: 光伏发电固碳电解产氢已经实现,所以,第一步C1效率已经可以高于叶绿体光合作
用.
<br>: 所以从原理上,工业规模太阳能转换淀粉,效率比植物高.
<br>

t
truehorse

Synthesizing gasoline, instead of refining it from oil, isn't a new idea.
German chemists in the 1920s discovered they could turn coal into carbon
monoxide (CO) and hydrogen—a combination known as synthesis gas. Catalysts, along with heat and pressure, could then transform synthesis gas into
gasoline and other liquid hydrocarbons.

But McGinnis's setup requires no heat, pressure, or coal. It uses only air, water, and electricity, which can come from the sun or wind. And with those renewable resources becoming ever cheaper, he's betting he can deliver
gasoline more economically—and far more cleanly—than companies that must
find oil, drill for it, ship it, and refine it.
b
buce

在金星高层大气殖民计划中不需要考虑能量来源

金星高层大气殖民
第一步只需搭建一个漂浮在50-60公里高度的太阳能板平台 采用体外人工合成方式从简单原料开始固氮固碳合成水
先改造一个小环境

StMicheal

science那文章都算了,总能量效率比玉米高.

【 在 allienpig (猪 in black) 的大作中提到: 】
: 扯鸡吧蛋
: 光伏来的只用于电解水生成氢气而已。
: 拿光伏电池百分之20效率算, 电解生成氢气氧气 那么电解氢气只使用了光伏电力一半
: 的能量(我是估算 假设电解池anode cathode 电位一样)。 也就是阳光到氢气这步效率
: 只有百分之10
: 第一步二氧化碳生成甲醇高温高压需要的能量是 光伏来的??
: 然后剩下的反应是需要atp供能, atp的能量哪来的? 别告诉我也是光伏电池来的。。
: 你如果这些都算上 肯定比光合作用效率低
:
: 光伏比光合作用能量转化率高.
:
: 叶绿体能利用的可见光波段比太阳能电池窄.
: ...................

StMicheal

The theoretical hydrogen-to-methanol energy efficiency (ηHME) and methanol-to-starch energy efficiency (ηMSE) of ASAP is 85 and 61%, respectively,
although these values do not consider energy consumption for processes such as enzyme production and maintenance of high temperature and pressure in the chemical step (supplementary text), which will compromise the energy
efficiency of ASAP in practice. With an attainable solar-to-electricity
efficiency (ηSEE) of 20% (17) and electricity-to-hydrogen efficiency (ηEHE) of 85% (18) in ideal photovoltaic and water-electrolysis devices, the
theoretical maximal solar-to-starch efficiency (ηSSE = ηSEE × ηEHE × ηHME × ηMSE) via ASAP will be 9%. With the estimated practical ηHME′ of
68% considering the energy for temperature and pressure in the chemical step (37), the theoretical ηSSE is adjusted to 7%, which is comparable to the
theoretical photosynthetic efficiency of solar energy to biomass for C3 (4.6%) and C4 (6%) plants (38) and is 3.5 fold of the estimated theoretical
solar-to-starch efficiency for plants (2%) in a natural environment (39).
Cell-free, chemoenzymatic, and efficient starch synthesis from CO2 by ASAP
provides an important starting point for applications such as industrial
biomanufacturing of starch.
a
allienpig

我看了这个效率怎么算得
他算的hydrogen to methanol效率是
其实是能量转化效率
Methaonal to starch 也是能量转化效率
就是根据hydrogen 生成多少starch
然后每hydrogen 有多少free Gibbs enery
每starch 有多少free gibss energy

这样算出来能量转化效率。

但是这个反应是需要atp的, 他没算atp的能量

然后光伏电解水 那个百分之87我也很怀疑
因为不光氢气 也有氧气生成 氢氧消耗的能量应该是差不多的。

他肯定是按照氧气的摩尔生产焓等于零 算出来电解氧气不消耗能量。
实际上要按照电极上的电位差来算 电位差乘以电量等于能量。

【 在 StMicheal(archangel) 的大作中提到: 】
<br>: The theoretical hydrogen-to-methanol energy efficiency (ηHME) and
methanol-
<br>: to-starch energy efficiency (ηMSE) of ASAP is 85 and 61%,
respectively,
<br>: although these values do not consider energy consumption for
processes
such
<br>: as enzyme production and maintenance of high temperature and
pressure
in the
<br>: chemical step (supplementary text), which will compromise the
energy
<br>: efficiency of ASAP in practice. With an attainable solar-to-
electricity
<br>: efficiency (ηSEE) of 20% (17) and electricity-to-hydrogen
efficiency
(ηEHE
<br>: ) of 85% (18) in ideal photovoltaic and water-electrolysis
devices,
the
<br>: theoretical maximal solar-to-starch efficiency (ηSSE = ηSEE × ηEHE
× η
<br>: HME × ηMSE) via ASAP will be 9%. With the estimated
practical ηHME
′ of
: ...................
<br>

x
xiao86

我上面说的是 光能转化化学能,同时降低空气中二氧化碳

你跟我说光能转化成电能

风马牛不相及。

从你的思路出发要固碳,就要把光能来的电能再用于化学方法固碳,这个过程中的能量利用效率是多少?成本是多少?过程中要新产生多少co2?

【 在 StMicheal (archangel) 的大作中提到: 】
: 光伏比光合作用能量转化率高.
: 叶绿体能利用的可见光波段比太阳能电池窄.
: 太阳能电池光电转化效率20%以上.
: 靠细胞内叶绿体固能效率最高的单细胞效率13%.
: 所以从原理上,工业规模太阳能转换淀粉,效率比植物高.

a
allienpig

那文章算效率搞笑
高温高压这些的能量他就随便搞了个系数就糊弄过去了
实际上压缩机肯定是几千瓦
加热器也是几千瓦的功率
我看了看他好像最后得到了1500g 甲醇 不知道运行时间多久。

压缩机和加热器开着
十千瓦的功率在那耗着
当然了 他这个高压可能没用压缩机 用的是气瓶(哈哈哈哈, 但是压缩气体进气瓶不也得需要能量?)
不知道运行了多久产生了1500g甲醇

他算效率到好
光伏到电 多少
电到氢多少
氢到甲醇多少
甲醇到淀粉多少

中间的atp啊 压缩机啊 加热器啊
他都没算。。。

【 在 xiao86(晴雯) 的大作中提到: 】
<br>: 我上面说的是 光能转化化学能,同时降低空气中二氧化碳
<br>: 你跟我说光能转化成电能
<br>: 风马牛不相及。
<br>: 从你的思路出发要固碳,就要把光能来的电能再用于化学方法固碳,这个过程中
的能量
<br>: 利用效率是多少?成本是多少?过程中要新产生多少co2?
<br>

x
xiao86

类似的问题,有个人tillman gerngross,研究用农业废物为原料生产可降解塑料,最
后发现帐怎么算都不划算;于是他转行去搞制药了,获得巨大成功,利益众多病人。

这种实事求是 的科学家,现在太他妈少了。
https://www.nature.com/articles/nbt0699_541

【 在 allienpig (猪 in black) 的大作中提到: 】
: 那文章算效率搞笑
: 高温高压这些的能量他就随便搞了个系数就糊弄过去了
: 实际上压缩机肯定是几千瓦
: 加热器也是几千瓦的功率
: 我看了看他好像最后得到了1500g 甲醇 不知道运行时间多久。
: 压缩机和加热器开着
: 十千瓦的功率在那耗着
: 当然了 他这个高压可能没用压缩机 用的是气瓶(哈哈哈哈, 但是压缩气体进气瓶不也
: 得需要能量?)
: 不知道运行了多久产生了1500g甲醇
: ...................

niuheliang

目前为止,还是垂直农场更靠谱一点。

中国在高原上也在搞。高原不缺光伏。

【 在 xiao86 (晴雯) 的大作中提到: 】
: 这篇文章 用化学方法把co2变成一碳化合物,后面用体外生物方法一步步转化成淀粉。
: 这是一个极其昂贵和低效的方法。
: 产生的淀粉的价值远远小于生产过程消耗的资源和成本。
: 固碳还是要靠活细胞生物方法,让植物和光合作用藻类固碳。这个方法的 瓶颈是第一
: 步反应,由rubisco催化。这个酶很有意思:起源的时候,地球还没有氧气,只有co2;
: 所以早期漫长的进化历程里并没有排除o2干扰的选择压力。结果若干亿年以后,由于光
: 合作用的长期积累,大气中氧气浓度变高,反过来抑制rubisco的固碳反应。
: 从进化角度来说,氧气对生物固碳的抑制不是由第一性的物理和化学原理造成,而是自
: 然选择和历史遗留问题。因此,理论上可以在实验室里快速的把rubisco进化出对抗氧
: 气的抑制。

StMicheal

搞个光伏cell free ATP synthesizer, 人造质子梯度,ATP synthase生产ATP,

就是个大号线粒体。 LOL.

【 在 allienpig (猪 in black) 的大作中提到: 】
: 那文章算效率搞笑
: 高温高压这些的能量他就随便搞了个系数就糊弄过去了
: 实际上压缩机肯定是几千瓦
: 加热器也是几千瓦的功率
: 我看了看他好像最后得到了1500g 甲醇 不知道运行时间多久。
: 压缩机和加热器开着
: 十千瓦的功率在那耗着
: 当然了 他这个高压可能没用压缩机 用的是气瓶(哈哈哈哈, 但是压缩气体进气瓶不也
: 得需要能量?)
: 不知道运行了多久产生了1500g甲醇
: ...................

niuheliang

亩产万斤现代版?

【 在 allienpig (猪 in black) 的大作中提到: 】
: 那文章算效率搞笑
: 高温高压这些的能量他就随便搞了个系数就糊弄过去了
: 实际上压缩机肯定是几千瓦
: 加热器也是几千瓦的功率
: 我看了看他好像最后得到了1500g 甲醇 不知道运行时间多久。
: 压缩机和加热器开着
: 十千瓦的功率在那耗着
: 当然了 他这个高压可能没用压缩机 用的是气瓶(哈哈哈哈, 但是压缩气体进气瓶不也
: 得需要能量?)
: 不知道运行了多久产生了1500g甲醇
: ...................

a
abyssdragon

你觉得生物方法成本低,是因为你没有把大气,水资源,土壤等等环境考虑在内,没有这些环境,生物方法什么都合不出来