Ученые Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева при поддержке НОЦ региона проводят исследование биологических путей превращения углекислого газа микроводорослями и разрабатывают технологию утилизации СО2 в фотобиореакторе.
Цель проекта — исследование основных биологических путей утилизации углекислого газа с использованием биомассы микроорганизмов. В планах — разработать технологии на основе микроорганизмов, которые окажутся наиболее фотосинтетически активными. Исследование проходит при поддержке Нижегородского НОЦ.
Накопление в атмосфере антропогенных парниковых газов приводит к увеличению скорости глобального потепления на планете, что грозит катастрофическими последствиями для экосистем и жизни человека, поэтому к решению этой проблемы приковано внимание ученых во всем мире.
Более 77% парниковых газов — это углекислый газ, который попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемых видов топлива на энергостанциях, конверсии сырья при производстве алюминия, цемента, стали, текстиля, целлюлозы, нефтепродуктов. Для достижения цели по ограничению среднего глобального повышения температуры до 2°C необходим устойчивый механизм изъятия углекислого газа из атмосферы.
«Использование фотосинтезирующих микроорганизмов представляет собой перспективный и экологически чистый способ утилизации СО2. Прогнозы показывают, что биомасса может внести свой вклад в глобальный энергетический баланс. Среди всех способов утилизации СО2 на долю микроорганизмов будет приходиться к 2050 году до 10 процентов. При этом в качестве конечного продукта можно получать, например, биотопливо и дешевые удобрения для сельского хозяйства», — прокомментировал работу ученых директор Нижегородского НОЦ Тимур Халитов.
Проект ученых НГТУ им. Р.Е. Алексеева предусматривает разработку схемы и создание прототипа закрытого фотобиореактора для абсорбции и переработки углекислого газа в процессе выращивания биомассы микроводорослей. Для этого потребуется обеспечить минимизацию застойных зон и отложений микроорганизмов на поверхностях реактора и внутрикорпусных устройствах, равномерную аэробность, температуру и другие характеристики, удобство обслуживания, чистки, замены источников света и прочих элементов.
Как подчеркнула одна из разработчиков проекта, заведующая кафедрой «Нанотехнологии и биотехнологии» НГТУ им. Р.Е. Алексеева, заместитель директора по учебной работе института физико-химических технологий и материаловедения, кандидат химических наук, доцент Александра Калинина, преимущества использования микроводорослей в том, что эти микроскопические организмы обладают высокой скоростью роста: биомасса за сутки может увеличиться в три раза, а СО2 используется как источник углерода для питания. По сравнению с наземными растениями микроводоросли имеют более высокий уровень фиксации СО2.
Объединение процессов культивирования микроводорослей с биофиксацией СО2 может снизить стоимость производства биомассы микроводорослей в промышленных масштабах и компенсировать выбросы СО2 от производств с большими объемами выработки углекислого газа.