ESA_logo_202020_fehér
ESERO logó fehér

Climate Detectives Projektek 2023-2024

A projekt címe: Zöld ötletek - fotobioreaktorok használata a szennyezés csökkentésére

  Nemzeti kiválasztott győztes

Ovidius középiskola   Constanta   Románia

Kutatási kérdés

Hogyan csökkenthetjük a CO2-kibocsátást a fitoplankton fotoszisztézisének felhasználásával.

A projekt összefoglalása

Projektünk célja egy kísérleti fotobioreaktor létrehozása, amelyet mikroalgák (főként fitoplankton) termesztésére, a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó gázokból származó CO2 és N-oxidok megkötésére, valamint szennyvízkezelésre használhatunk. Így csökken a légkörbe jutó üvegházhatású gázok kibocsátása, és serkentődik a fotoszintézis, ami az alapja az algák biomasszájának előállításához, amely később felhasználható a farmakológiában hasznos anyagok kivonására, biodízel és bioetanol előállítására, vagy műtrágyaként használható. A laboratóriumi adatokat összekötjük az EO/műholdak által szolgáltatott adatokkal, hogy láthassuk a klorofill koncentrációját a romániai Fekete-tenger partján.

Főbb eredmények és következtetések

Hogyan csökkenthetjük a CO2-kibocsátást a fitoplankton fotoszisztézisének felhasználásával.

Az általunk elemzett 2 minta esetében a minták térfogatának csökkenését tapasztaltuk, a párolgás révén, körülbelül 50% 45 nap alatt, a kísérlet során a sejtsűrűség jelentős növekedését tapasztaltuk; a sejtkolóniák növekvő méretűek voltak a 16 hetes megfigyelések során, és a sejtek száma nagyobb volt, mint kezdetben.
Az 5 hetes mintaelemzés során a klorofillkoncentráció mintegy 20%-tal nőtt a fénynek kitett mintákban és a műtrágya hozzáadásával (1. tétel) a kontrollmintákhoz képest - 0, 2-től 0,35 μg klorofill/L-ig. A fénynek kitett mintákban csak 5% növekedést tapasztaltunk.
A fotobioreaktor fő összetevői a következők:
1. Fényforrás a fotoszintézishez és az algák növekedéséhez szükséges energia biztosítására (természetes vagy mesterséges).
2. Kultúraedény (üveg, műanyag vagy fém, amely lehet cső, tartály vagy zsák).
3. Keverő és levegőztető rendszer a rétegződés és a szennyeződések kialakulásának megakadályozása, valamint az algák növekedéséhez szükséges oxigén biztosítása érdekében.
4. Tápanyag-szállító rendszer.
5. Gyűjtőrendszer (centrifuga vagy szűrőrendszer).
6. Felügyeleti és ellenőrzési rendszer: Érzékelők és vezérlők a hőmérséklet, a fény, a pH stb. ellenőrzésére és szabályozására az algák növekedése érdekében.
A fotobioreaktorok felhasználási területei és előnyei>
- Bioüzemanyagok előállítása: biodízel, etanol és hidrogén.
- Szennyvíztisztítás: szennyező anyagok eltávolítása a szennyvízből, beleértve a nitrogént és a foszfort.
- Levegőtisztítás: CO2 és más szennyező oxidok eltávolítása.
- Élelmiszer és takarmány: emberi és állati táplálkozásra használt biomassza előállítása (az algák biomasszája 30-szor gyorsabban termelődik, mint a mezőgazdasági biomassza).
- Gyógyszerek: Az algák számos olyan anyagot képesek előállítani, amelyek potenciális gyógyászati alkalmazásra alkalmasak.

Mi a következő lépés? Tevékenységek a változás érdekében és a probléma enyhítésére

A fotobioreaktor összekapcsolt hengereit az épületek külső falán elhelyezve algabiomassza nyerhető, üvegházhatású gázok kötődnek le, és esztétikai szempontból is javulhat az épített városi környezet képe. Az algák természetes fotoszintetikus képességének kihasználásával ezek a fotobioreaktorok fenntartható módszert kínálnak a szén-dioxid-kibocsátás megkötésére, ezáltal mérsékelve az üvegházhatású gázok légkörre gyakorolt hatását. Az algák termesztése biomassza előállítása céljából továbbá megújuló energiaforrásként is ígéretes, ami csökkentheti a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget. A funkcionalitás és a szépség ötvözése nemcsak a városi környezet vizuális vonzerejét növeli, hanem kézzelfogható emlékeztetőül szolgál a zöldebb, fenntarthatóbb jövő érdekében történő innováció iránti kollektív felelősségünkre is.

A szén-dioxid-leválasztási és -tárolási (CCS) technológiák megvalósítása kulcsfontosságú. A CCS az ipari folyamatokból és erőművekből származó CO2-kibocsátás elkülönítését, tárolóhelyekre történő szállítását és biztonságos földalatti tárolását, illetve a fokozott olajkitermelésre való felhasználását jelenti. Ez megakadályozza, hogy a CO2 a légkörbe kerüljön, és hozzájáruljon a globális felmelegedéshez.

A projekteket a csapatok hozzák létre, és teljes felelősséget vállalnak a megosztott adatokért.
← Minden projekt