Projekty Climate Detectives 2023-2024


Název projektu: Zelené nápady - využití fotobioreaktorů ke zmírnění znečištění

  Národní vítěz

Střední škola Ovidius   Constanta   Rumunsko

Výzkumná otázka

Jak můžeme snížit emise CO2 využitím fotosystému fytoplanktonu.

Shrnutí projektu

Cílem našeho projektu je vytvořit experimentální fotobioreaktor, který bude sloužit ke kultivaci mikrořas (především fytoplanktonu), k fixaci CO2 a oxidů dusíku z plynů vznikajících při spalování fosilních paliv, ale také k čištění odpadních vod. Snižují se tak emise skleníkových plynů, které se dostávají do atmosféry, a stimuluje se fotosyntéza, což je základem pro produkci řasové biomasy, kterou lze později využít k extrakci látek užitečných ve farmakologii, k výrobě bionafty a bioetanolu nebo ji lze použít jako hnojivo. Laboratorní data propojíme s daty poskytovanými z EO/ družic, abychom zjistili koncentraci chlorofylu na rumunském pobřeží Černého moře.

Hlavní výsledky a závěry

Jak můžeme snížit emise CO2 využitím fotosystému fytoplanktonu.

U dvou analyzovaných vzorků jsme zaznamenali snížení objemu vzorků odpařením o přibližně 50% za 45 dní, přičemž byl zjištěn výrazný nárůst hustoty buněk v průběhu experimentu; v průběhu 16 týdnů pozorování byly pozorovány zvětšující se velikosti buněčných kolonií a vyšší počet buněk než původně.
Během 5 týdnů analýzy vzorků došlo ke zvýšení koncentrace chlorofylu přibližně o 20% ve vzorcích vystavených světlu a s přídavkem hnojiva (dávka 1) ve srovnání s kontrolními vzorky - z 0, 2 na 0,35 μg chlorofylu/l. U vzorků vystavených světlu bylo zaznamenáno zvýšení pouze o 5%
Hlavní součásti fotobioreaktoru jsou:
1. Zdroj světla, který poskytuje energii pro fotosyntézu a růst řas (přirozený nebo umělý).
2. Kultivační nádoba (skleněná, plastová nebo kovová, může mít podobu zkumavek, nádrží nebo sáčků).
3. Míchací a provzdušňovací systém, aby se zabránilo stratifikaci a zanášení a aby se zajistil kyslík pro růst řas.
4. Systém dodávání živin.
5. Systém sběru (odstředivka nebo filtrační systém).
6. Monitorovací a řídicí systém: Senzory a regulátory pro sledování a regulaci teploty, světla, pH atd. pro růst řas.
Využití a výhody fotobioreaktorů jsou>
- Výroba biopaliv: bionafty, etanolu a vodíku.
- Čištění odpadních vod: odstraňování znečišťujících látek z odpadních vod, včetně dusíku a fosforu.
- Čištění vzduchu: odstranění CO2 a dalších znečišťujících oxidů.
- Potraviny a krmiva: produkce biomasy používané pro výživu lidí a zvířat (biomasa z řas se produkuje 30krát rychleji než zemědělská biomasa).
- Farmaceutické přípravky: Řasy jsou schopny produkovat řadu látek s potenciálním využitím v medicíně.

Co bude dál? Akce, které pomohou změnit a zmírnit tento problém

Umístěním spojených válců fotobioreaktoru na vnější stěnu budov lze získat biomasu z řas, zachytit skleníkové plyny a získat estetický aspekt, který může zlepšit vzhled zastavěného městského prostředí. Využitím přirozených fotosyntetických schopností řas nabízejí tyto fotobioreaktory udržitelnou metodu zachycování emisí oxidu uhličitého, a tím zmírňují dopad skleníkových plynů na atmosféru. Kromě toho je pěstování řas pro výrobu biomasy slibným obnovitelným zdrojem energie, který může snížit závislost na fosilních palivech. Toto spojení funkčnosti a krásy nejen zvyšuje vizuální přitažlivost městského prostředí, ale slouží také jako hmatatelná připomínka naší společné odpovědnosti za inovace pro zelenější a udržitelnější budoucnost.

Zásadní význam má zavádění technologií zachycování a ukládání uhlíku (CCS). CCS zahrnuje zachycování emisí CO2 z průmyslových procesů a elektráren, jeho přepravu do úložišť a bezpečné uložení v podzemí nebo jeho využití pro zvýšenou těžbu ropy. Tím se zabrání tomu, aby se CO2 dostával do atmosféry a přispíval ke globálnímu oteplování.

Projekty vytvářejí týmy a přebírají plnou odpovědnost za sdílená data.
← Všechny projekty