利用藻类来减少二氧化碳排放

高排放的温室气体最重要的全球性威胁之一了深远的影响。藻类是归类为微藻的光合真核生物(单细胞)和macroalgae根据它们的大小(多细胞)。科学家们表示,海藻是极其重要的在2050年达到零碳排放的全球目标。

图片来源:Chokniti Khongchum / Shutterstock.com

自工业革命以来,全球二氧化碳(有限公司₂)排放升级从1960年的93.4亿吨到2019年的364.4亿吨。美国环境保护署(EPA)指出,一些主要的贡献者大气二氧化碳是电力和热能生产、农业、林业、工业和运输。

联合国环境规划署说,为了防止全球变暖到超过1.5⁰C,世界需要降低碳排放量每年约7.6%为即将到来的几十年。

最近的一些策略用来减少公司的水平₂从大气中涉及生物捕获的有限公司₂有价值的产品和可再生能源和生物转化。

捕获碳也称为封存,包括大气中的二氧化碳,除去碳素行业,促进清洁化石能源生产。这些策略能有效地减轻快速气候变化和全球变暖。

策略来减少二氧化碳排放

藻类是常见的快速增长的水生生物海藻,池塘里,巨大的海带。科学家表示,一种最可持续的策略来捕获和储存有限公司₂从大气中是光合作用。

一些研究表明,微藻已经表现出最大carbon-fixing功能。这些研究表明,微藻可以捕获约100 Gt的有限公司₂每年到生物量。

碳捕获和储存(CCS)技术在化石燃料和biofuels-based不可或缺的发电厂。这是因为这些技术有助于降低CO₂预燃室中被捕获的碳排放的发电,燃烧后,氧气助燃。尽管进行了广泛的研究开发先进常规CCS技术,大众接受这种技术还低。

因为运输和物流行业关键贡献者有限公司₂发射,科学家认为这可以显著减少排放通过捕获和存储有限公司₂在船上。重要的是,这个系统的回收有限公司₂与传统燃料生产可再生能源的来源。此外,它可以捕获CO排放的90%₂没有任何能量损失。

一些传统的CCS技术的缺点包括能源消耗高,与运输相关的困难,直接利用了有限公司₂,高存储期间可能泄漏到大气中。microalgae-based CCS技术的主要优势是他们消除上述传统CCS技术的限制。该系统的另一个优点是,相比传统的CCS技术,其运营成本明显低,是一种环保的策略。

微藻和降低二氧化碳的排放

蓝绿色藻类(蓝藻)、绿藻、红藻,硅藻通常称为微藻。这些生物已被用于捕获和封存二氧化碳。

目前,科学家已经使用藻类参与bio-capturing二氧化碳,和微藻生物质能转换包含有限公司₂能源(燃料)或其他增值产品。这一领域的科学,包括二氧化碳减排、生物转化和循环碳经济快速发展。

Microalgae-based碳捕获技术是依赖于微藻的种类,种植系统和生长条件(如温度、培养基、pH值、盐度、浊度、光强度,等等)。优化藻类增长也影响CO的浓度₂被俘,例如,增加了pH值从7.9到9.5,降低了公司₂由两个数量级。

科学家们报道说,小球藻表现出有前途的公司₂捕捉能力。这种藻类物种可以生长在一个大气含有40% (v / v)有限公司₂固定利率的0.77到2.22 g / L /天。

颤藻属淡水藻类,也具有减少二氧化碳的能力。一些使用这种海藻综合生物炼制的优点包括其耐高温,有毒气体,可能生产高附加值的产品。

研究人员报告说,在一个最优的温度25 - 30°C和pH值在7和9之间,颤藻属表现出更高的公司₂捕捉能力。几项研究已经表明栅藻sp和Chlorococcumsp可以用来捕获有限公司₂在废水和工业活动发出。

转换了有限公司₂由微藻

的有限公司₂捕获大气中的微藻类通过光合作用是存储在它的生物量。它转化为增值产品,如生物能源(如沼气),生物油、生物炭和合成气。

虽然微藻捕获碳的潜力是相当高的,其他低价值散装产品,食品应用蛋白质和脂肪酸等营养物质,是不可行的。然而,最近,研究人员已经开发出一种集成的概念bio-refinery使用microalgae-based生物碳捕获方法的可用性,使增强生物质原料以及提取高附加值产品。

各种高价值和低价值的产品获得综合生物炼制系统,包括生物燃料,即。、生物柴油、沼气、生物乙醇和丁醇。此外,藻类色素,如叶绿素a和b,藻胆色素,叶黄素,虾青素,β-carotene,和C -藻青蛋白,广泛应用于染料、化妆品、食品和饲料添加剂、医药和保健品。微藻也认为是一个丰富的氨基酸、维生素、脂肪酸,碳水化合物。

微藻与捕获碳的挑战

需要培养微藻的户外,从而不同环境条件影响他们的成长。

大多数的相关研究和开发碳捕获使用微藻仍处于实验室阶段,但研究人员持乐观态度为最佳藻培养开发大型户外设备。

需要更多的研究来了解公司₂的细胞膜微藻吸收过程。藻培养期间,有一个被某些细菌和真菌物种污染的风险。

引用和未来的阅读

Koka, j . (2022)我们如何能进一步减少公司吗₂排放?新的研究揭示了藻类可以帮助。(在线)可以在:https://www.anl.gov/article/how-can-we-further-reduce-co2-emissions-new-study-reveals-algae-can-help

Onyeaka, H。et al。(2021)通过微藻作为生物捕获减少碳足迹。碳捕捉科学和技术。1。https://doi.org/10.1016/j.ccst.2021.100007

或者,L。et al。(2021)利用高纯度二氧化碳来源藻类培养和生物燃料的生产在美国:机遇和挑战。《清洁生产。321年。https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128779

贾斯瓦尔,A . et al。(2020)生化途径由藻类缓解全球碳排放:复习一下。环境杂志》的病理学、毒理学和肿瘤学:官方机构的国际社会环境毒理学和通过r, 39 (4)。317 - 334页。https://doi.org/10.1615/JEnvironPatholToxicolOncol.2020034921

辛格,j .和Dhar W.D.(2019)碳捕获技术的概述:Microalgal规模生物概念和先进的。海洋科学前沿。6。https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00029

免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。