Η παρούσα εργασία εξετάζει τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) με τη χρήση του ενζύμου καρβονική ανυδράση, ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική σε σχέση με τις συμβατικές τεχνολογίες δέσμευσης και αποθήκευσης του άνθρακα. Αρχικά, αναλύονται οι αιτίες της κλιματικής αλλαγής και η δυναμική των συγκεντρώσεων του CO2, οι οποίες αυξήθηκαν από περίπου 278 ppm στα προβιομηχανικά επίπεδα σε 422, 45 ppm το 2024.
Παρουσιάζονται οι κύριες κατηγορίες τεχνολογιών δέσμευσης– μετά– καύσης, πρo καύσης– όξυ– καυσης, καύσης με χημικό βρόγχο και άμεση δέσμευση από την ατμόσφαιρα– επισημαίνοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα καθεμιάς, με ιδιαίτερη έμφαση στο υψηλό ενεργειακό φορτίο αναγέννησης των αμινών. Στη συνέχεια, εξετάζονται οι έξι φυσικές μεταβολικές οδοί δέσμευσης ανόργανου άνθρακα, καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά των ενζύμων με έμφαση στη σύγκριση μεταξύ RuBisCO, PEPC και Ccr. Η καρβονική ανυδράση αναδεικνύεται ως ιδανικός υποψήφιος για βιομηχανική εφαρμογή, καθώς και καταλύει την αντιστρεπτή υδάτωση του CO2 με ταχύτητες κοντά στο όριο διάχυσης λειτουργεί σε ήπιες συνθήκες και δεν αναστέλλεται από το O2.
Περιγράφονται ο μηχανισμός δράσης της, οι ισόμορφές της, καθώς και οι συγκρίσεις της
με τις συμβατικές αμίνες ως προς την ενέργεια αναγέννησης και το περιβαλλοντικό
αποτύπωμα. Τέλος, αναλύονται οι βιομηχανικές προκλήσεις, οι μέθοδοι ακινητοποίησης του ενζύμου, η σύγκριση με τεχνολογίες στερεών προσροφητών καθώς και η οικονομική βιωσιμότητα της ενζυμικής δέσμευσης, καταλήγοντας στις μελλοντικές προοπτικές της μεθόδου.

This paper examines carbon dioxide (CO₂) capture using the enzyme carbonic anhydrase as a promising alternative to conventional carbon capture and storage technologies. First, the causes of climate change and the dynamics of CO₂ concentrations are analyzed, which rose from approximately 278 ppm at pre-industrial levels to 422.45 ppm in 2024. The main categories of capture technologies are presented — post-combustion, precombustion, oxy-fuel combustion, chemical looping combustion, and direct air capture — highlighting the advantages and disadvantages of each, with particular emphasis on the high regeneration energy load of amines. Subsequently, the six natural metabolic pathways of inorganic carbon fixation are examined, along with the key characteristics of enzymes, with emphasis on the comparison between RuBisCO, PEPC, and Ccr. Carbonic anhydrase emerges as an ideal candidate for industrial application, as it catalyzes the reversible hydration of CO₂ at rates close to the diffusion limit, operates under mild conditions, and is not inhibited by O₂. Its mechanism of action, its isoforms, and its comparisons with conventional amines in terms of regeneration energy and environmental footprint are described. Finally, the industrial challenges, enzyme immobilization methods, the comparison with solid sorbent technologies, and the economic viability of enzymatic capture are analyzed, concluding with the prospects of the method.