O echipă de la Universitatea din Tsukuba a introdus o nouă procedură de recoltare a energiei și a moleculelor organice din alge utilizând spume de grafen nanoporos și grafen poros. Prin dezvoltarea unui sistem reutilizabil care poate evapora apa la un ritm ridicat fără a fi nevoie de centrifugare sau stoarcere. Această cercetare are un mare potențial pentru aplicarea de a produce biocombustibili, vitamine și substanțe chimice mai curate, mai ieftine și mai eficiente.

usuce

În lupta împotriva schimbărilor climatice globale, biomasa algelor este un domeniu de cercetare foarte interesant, deoarece acestea sunt microorganisme fotosintetice care convertesc energia luminii de la soare în biomolecule bogate în energie. Când algele sunt cultivate și recoltate la scară industrială, aceste molecule pot fi transformate într-o gamă largă de compuși importanți, inclusiv biocombustibili, medicamente, suplimente alimentare omega-3 și multe alte produse biologice valoroase. Algele sunt, de asemenea, capabile să absoarbă dioxidul de carbon pe măsură ce cresc, trecerea de la combustibilii fosili tradiționali la biocombustibili deține promisiunea reducerii emisiilor nete de gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, culturile de micro-alge constau în principal din apă cu conținut scăzut de solid (0,05 - 1,0% în greutate) și recoltarea materialului organic datorită tehnicilor de separare solid-lichid necesită de obicei mai multe etape de deshidratare.

Acum, oamenii de știință de la Universitatea din Tsukuba au introdus o nouă metodă de îndepărtare a apei din biomasa algelor care nu afectează compușii fragili care urmează să fie recoltați. Spre deosebire de metodele anterioare care se bazează pe centrifugarea mecanică sau stoarcere, în timp ce această abordare utilizează iradiere solară și materiale de suport nanostructurate reutilizabile. Fabricarea de grafene nanoporoase structurate ierarhic și spume de grafen poros creează canale minuscule pentru ca apa să fie trasă în sus din adâncul eșantionului.

Acest material nou dezvoltat protejează biomasa de supraîncălzire, captând în același timp mai multă energie a soarelui pentru a evapora apa. „Aveam nevoie de un material care absoarbe lumina, are o conductivitate termică și termică specifică scăzută, dar este încă hidrofil și poros, cu o suprafață mare”, spune primul autor, profesorul Yoshikazu Ito. "Din fericire, grafenul nanostructurat dopat cu azot posedă toate aceste calități."

„Cu cât putem face mai eficientă din punct de vedere energetic procesul de deshidratare, cu atât putem păstra mai întâi beneficiile de mediu ale utilizării biomasei”, spune autorul principal Dr. Andreas Isdepsky.