Forbehandling af gener grønne alger med lud, urinstof øger bakteriel produktion af biogas

I mere end 60 år har alger er blevet undersøgt som et potentielt råstof til produktion af biobrændstoffer, men cellulosen i deres cellevæg gør det svært at få adgang til de kritiske molekyler indeni og omdanne dem til biogas.

I Journal of Renewable and Sustainable Energy , et internationalt forskerhold rapporterer deres succes med at bruge urinstof og natriumhydroxid (NaOH, almindeligvis kendt som lud eller kaustisk soda) som en forbehandling af alger, som nedbryder cellulose og mere end fordobler produktionen af ​​biogas under deres første forsøgsbetingelser.

"Vi blev inspireret af tidligere offentliggjorte resultater, der viser løftet om NaOH og urinstof i at ændre opløseligheden af ​​cellulose, "sagde medforfatter Yue Shi." Vi ville undersøge, om dette kunne hjælpe os med at overvinde en af ​​de store udfordringer ved at fordøje alger. "

At producere biogas fra alger, forskere bruger normalt en naturligt forekommende proces kaldet anerob fordøjelse, hvor en type bakterier nedbryder algerne og producerer en metanrig gasblanding, der kan renses. Den resulterende metan kan bruges til produktion af varme, elektricitet, methanol, bilbrændstof, og andre rene energikilder.

Denne undersøgelse præsenterer de første skridt i retning af at optimere betingelserne for en sådan energiproduktion, test af variationer i tid, temperatur, og koncentration af forbehandling med lud-urinstof. Specifikt, den mest effektive kombination i denne undersøgelse var en 50 minutters forbehandling ved -16 ° C med en lut-urinstofkoncentration på 5,89%.

"Interaktionerne mellem variabler var også tydelige i vores resultater, "sagde Shi." De mikrostrukturelle ændringer, der skyldtes forbehandling, var tydelige ved billeddannelse ved hjælp af scanningselektronmikroskopi. "

Midt i stigende bekymring over den begrænsede tilgængelighed af fossile brændstoffer og deres potentielt skadelige virkninger på vores miljø, den globale interesse for overkommelig og vedvarende energi vokser. I øvrigt, identificering af miljøskadelige materialer som råvarer til disse processer kan være dobbelt formål.

Den cirkulære økonomimodel, for eksempel, foreslår nyttiggørelse af affaldsressourcer og miljøskadelige produkter ved deres kilde kan bruges som råstoffer til materialer, der er i stand til at erstatte eksisterende ressourcer.

I undersøgelsen, råmaterialet var Enteromorpha, en makroalger eller tang, der er ansvarlig for grønt tidevand, en algevækst, der er skadelig for turismen, akvakultur, og naturlige økosystemer. De globale økonomiske og økologiske virkninger af grønt tidevand har været stigende i omfang og hyppighed siden 1960'erne.

At fange disse sæsonbestemte og nye alger og omdanne det til et omkostningseffektivt og bæredygtigt biobrændstof ville have sociale og økonomiske fordele ud over ren energi og bringe os tættere på en cirkulær økonomi.