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收获藻类生物更有效的方法

筑波大学的一个团队介绍了一种利用纳米多孔石墨烯和多孔石墨烯泡沫从藻类中收集能量和有机分子的新程序。通过开发一种可重复使用的系统,可以高速蒸发水而无需离心或挤压。该研究具有很大的应用潜力,可用于生产更清洁,更便宜,更高效的生物燃料,维生素和化学品。

在抗击全球气候变化的斗争中,藻类生物量是一个非常令人兴奋的研究领域,因为它们是光合微生物,将来自太阳的光能转化为富含能量的生物分子。当藻类以工业规模生长和收获时,这些分子可以转化为多种重要化合物,包括生物燃料,药物,ω-3膳食补充剂和许多其他有价值的生物产品。藻类在生长过程中也能够吸收二氧化碳,从传统的化石燃料转向生物燃料有望减少净温室气体的排放。然而,微藻培养物主要由低固含量(0.05-1.0wt%)的水组成,并且由于固液分离技术而收获有机材料通常需要多次脱水步骤。

现在,筑波大学的科学家介绍了一种从藻类生物质中去除水分的新方法,该方法不会破坏待收获的脆弱化合物。与先前依赖机械离心或挤压的方法相比,这种方法使用太阳辐射和可重复使用的纳米结构支撑材料。分层结构的纳米多孔石墨烯和多孔石墨烯泡沫的制造产生了微小的通道,使水从样品的深处向上拉。

这种新颖的材料可以保护生物质免于过热,同时捕获更多的太阳能以蒸发水分。“我们需要一种吸收光的材料,具有低的比热和导热性,但仍具有亲水性和多孔性,表面积大,”第一作者Yoshikazu Ito教授说。“幸运的是,氮掺杂的纳米结构石墨烯具有所有这些品质。”

“我们能够实现脱水过程的能源效率越高,我们就越能保护首先使用生物质的环境效益,”资深作者Andreas Isdepsky博士说。

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