Nyt biobrændstofproduktionssystem drevet af et samfund af alger og svampe

MSU -forskere har et nyt bevis på konceptet for en platform til produktion af biobrændstoffer, der bruger to arter af marine alger og jordsvampe. Det sænker dyrknings- og høstomkostningerne og øger produktiviteten, faktorer, der i øjeblikket afholder biobrændstoffer fra at blive bredt vedtaget.

Arten af ​​alger, Nannochloropsis oceanica, og svamp, Mortierella elongata, begge producerer olier, som vi kan høste til menneskelig brug. Med disse olier, vi kunne lave produkter som biobrændstoffer til at drive vores biler eller omega-3 fedtsyrer, der er gode for hjertesundheden.

Når videnskabsmænd placerer de to organismer i samme miljø, de bittesmå alger binder sig til svampene og danner store masser, der er synlige med det blotte øje. Denne aggregeringsmetode kaldes bio-flokkulering.

Når de høstes sammen, organismerne giver mere olie, end hvis de blev dyrket og høstet hver for sig.

"Vi brugte naturlige organismer med høj affinitet til hinanden, " siger Zhi-Yan (Rock) Du, undersøgelsens første forfatter. "Algerne er meget produktive, og den svamp, vi bruger, er hverken giftig for os eller spiselig. Det er en meget almindelig jordsvamp, der kan findes i din baghave. "

Andre fordele rapporteret af forskerne:

• Systemet er bæredygtigt, da den ikke er afhængig af fossile brændstoffer. Svampene vokser på spildevand eller madaffald, mens algerne vokser i havvand.
• Det er billigere at høste, da de store masser af alger og svampe let fanges med simple værktøjer, som et stykke maske.
• Metoden er potentielt lettere at skalere, da organismerne er vilde stammer, der ikke er genmodificeret. De udgør ingen risiko for at inficere ethvert miljø, de kommer i kontakt med.

Løsning af problemer, der hæmmer produktionen af ​​biobrændstof

Bioflokkulering er en relativt ny tilgang. Biobrændstofsystemer har en tendens til at stole på én art, såsom alger, men de holdes tilbage af produktivitets- og omkostningsproblemer.

Først, systemer, der kun er afhængige af alger, lider af lav olieproduktivitet.

"Alger kan producere store mængder olie, når deres vækst hindres af miljøbelastninger, såsom nitrogensult. Den populære metode i laboratoriet for algeolie er at dyrke cellerne til høje tæthedsniveauer og derefter udsulte dem ved at adskille dem fra næringsstofferne med centrifugering og flere vaskemetoder, " Du siger. "Denne tilgang involverer en masse trin, tid, og arbejdskraft, og er ikke praktisk til produktion i industriel skala. "

Den nye tilgang fodrer algerne med ammonium, en kilde til kvælstof, som alger hurtigt kan bruge til vækst. Imidlertid, ammoniumtilførslen styres, så algerne producerer den maksimale celletæthed og automatisk går i kvælstofsult. Den nøje overvågede nitrogendiæt kan øge olieproduktionen og sænke omkostningerne.

Det andet problem er de høje omkostninger ved at høste olie, fordi alger er små og svære at samle. Høst kan tage op til 50% af olieproduktionsomkostningerne.

"Med bioflokkulering, aggregater af svampe og alger er nemme at høste med enkle og billige værktøjer, " siger Du.

Ser frem til, forskerne ønsker at masseproducere biobrændstoffer med dette system. De kender også hele genomet af begge organismer og kunne bruge genteknologiske værktøjer til at forbedre metoden yderligere.

Undersøgelsen blev udført i laboratorier af Christoph Benning og Gregory Bonito. Det er publiceret i tidsskriftet Bioteknologi til biobrændstoffer .