Nově vznikající systémy přímého zachycování oceánů by mohly způsobit revoluci v úsilí o odstraňování uhlíku, přeměnit rozpuštěný CO₂ na biologicky rozložitelné plasty a pomoci zmírnit ničivé účinky okyselování oceánů na mořský život.
Naše oceány jsou obrovskými rezervoáry oxidu uhličitého, které obsahují přibližně 150krát více CO₂ než zemská atmosféra. Toto přirozené ukládání má svou cenu, protože rostoucí hladiny CO₂ přispívají k okyselování oceánů , což je chemická změna, která ohrožuje zdraví mořských ekosystémů na celém světě.
K okyselování oceánů dochází, když se CO₂ rozpouští v mořské vodě a vytváří kyselinu uhličitou, která snižuje pH a dostupnost uhličitanových iontů nezbytných pro mořský život k budování skořápek a koster. Tato degradace ohrožuje korály, měkkýše, plankton a další kalcifikující organismy, což má kaskádovité dopady na biodiverzitu a mořské potravní řetězce. Byly pozorovány regionální rozdíly v okyselování, ale širší trend představuje vážné riziko pro zdraví oceánů a rybolov, což podkopává mořskou biodiverzitu a ekosystémové služby.
Odborníci z Mezinárodní agentury pro atomovou energii a více než 150 mořských vědců varují, že rychlé tempo okyselování oceánů je bezprecedentní za desítky milionů let. Pokud se nezastaví, velká část oceánu by se do poloviny století mohla stát nehostinnou pro korálové útesy, což by významně ovlivnilo druhy, které jsou na těchto stanovištích závislé.
Toto narušení ovlivňuje i širokou škálu mořských organismů kromě korálů, včetně ryb a mořských řas, z nichž mnohé čelí fyziologickým a přeživším problémům v důsledku změn v chemismu oceánů. Ekonomické a ekologické důsledky podtrhují naléhavost agresivního řešení emisí skleníkových plynů.
V reakci na tyto výzvy se objevují inovativní technologické přístupy. Jedním ze slibných vývojů je přímé zachycování oceánu (DOC), proces, který extrahuje rozpuštěný oxid uhličitý přímo z mořské vody elektrochemickými prostředky. Ačkoli DOC dosud nebyl široce nasazen v širokém měřítku a počáteční náklady zůstávají vysoké, s odhady kolem 373 dolarů za tunu CO₂, nedávný výzkum Čínské akademie věd a Univerzity elektronické vědy a technologie v Číně nabízí přesvědčivý pokrok. Jejich systém DOC dosahuje účinnosti přibližně 70 %, pracuje s energetickými náklady přibližně 3 kWh na kilogram CO₂ a snižuje náklady na zachycování na přibližně 230 dolarů za tunu.
Tato nová metoda začíná okyselením mořské vody pomocí elektřiny, čímž se uvolní čistý plynný CO₂, po čemž se obnoví chemické složení vody a ta se bezpečně vrátí do oceánu. Zachycený plynný CO₂ se poté přemění na kyselinu mravenčí pomocí katalytického reaktoru na bázi bismutu. Kyselina mravenčí působí jako vysokoenergetický substrát pro uměle vytvořené mořské bakterie, konkrétně pro kmen Vibrio natriegens, který metabolizuje kyselinu mravenčí za vzniku kyseliny jantarové. Kyselina jantarová slouží jako prekurzor pro biologicky odbouratelné plasty, zejména polybutylen sukcinát (PBS), a nabízí tak udržitelnou alternativu k plastům na bázi petrochemických produktů.
I když je tento přístup stále ve fázi výzkumu a vývoje, potenciál transformace rozpuštěného uhlíku z oceánů na cenné biochemikálie, jako jsou biologicky rozložitelné plasty, ukazuje na mnohostranné řešení. Kromě plastů by stejný technologický rámec mohl být upraven pro syntézu chemikálií užitečných pro paliva, léčiva a výrobu potravin. Harmonogramy komercializace a ekonomická životaschopnost však zůstávají nejisté, přičemž další společnosti, jako například nizozemská společnost Brineworks, se zaměřují na podobné cíle s prognózami konkurenceschopných cen.
Řešení okyselování oceánů vyžaduje jak snižování emisí, tak inovativní strategie pro hospodaření s uhlíkem. Jak ukazuje tato nově vznikající technologie DOC, spojení zachycování uhlíku s udržitelnou chemickou výrobou může přinést dvojí výhodu – ochranu mořských ekosystémů a zároveň zhodnocování zachyceného uhlíku. Nadcházející roky budou klíčové pro sledování toho, jak se tyto technologie vyvíjejí a integrují do širšího úsilí o ochranu zdraví oceánů a boj proti změně klimatu.
