ESA_logo_2020_White
ESERO-logo hvit

Climate Detectives-prosjekter 2023-2024

Prosjektets tittel: Grønne ideer - bruk av fotobioreaktorer for å redusere forurensning

  Nasjonal utvalgt vinner

Ovidius videregående skole   Constanta   Romania

Forskningsspørsmål

Hvordan kan vi redusere CO2-utslippene ved å utnytte planteplanktonets evne til fotosyntese?

Sammendrag av prosjektet

Målet med prosjektet vårt er å lage en eksperimentell fotobioreaktor som skal brukes til å dyrke mikroalger (hovedsakelig planteplankton) for å fiksere CO2 og nitrogenoksider fra gasser som oppstår ved forbrenning av fossilt brensel, men også for å rense avløpsvann. Dermed reduseres utslippene av klimagasser til atmosfæren, og fotosyntesen stimuleres, noe som er grunnlaget for produksjon av algebiomasse, som senere kan brukes til å utvinne stoffer som er nyttige i farmakologi, til produksjon av biodiesel og bioetanol, eller kan brukes som gjødsel. Vi kobler laboratoriedataene med data fra jordobservasjoner/satellitter for å se konsentrasjonen av klorofyll ved den rumenske Svartehavskysten.

Hovedresultater og konklusjoner

Hvordan kan vi redusere CO2-utslippene ved å utnytte planteplanktonets evne til fotosyntese?

For de to prøvene vi analyserte, så vi en reduksjon i volumet av prøvene, gjennom fordampning, på ca. 50% i løpet av 45 dager, med en signifikant økning i celletettheten i løpet av eksperimentet; cellekoloniene ble observert å ha økende størrelse gjennom de 16 ukene med observasjoner, og et høyere antall celler enn opprinnelig.
I løpet av de fem ukene prøveanalysen pågikk, økte klorofyllkonsentrasjonen med ca. 20% i prøvene som ble eksponert for lys og tilsatt gjødsel (batch 1), sammenlignet med kontrollprøvene - fra 0, 2 til 0,35 μg klorofyll/L. Bare 5%-økninger ble sett i lyseksponerte prøver
Hovedkomponentene i en fotobioreaktor er:
1. Lyskilde som gir energi til fotosyntese og algevekst (naturlig eller kunstig).
2. Kulturbeholder (av glass, plast eller metall og kan ha form av rør, tanker eller poser).
3. Blandings- og luftingssystem for å forhindre lagdeling og begroing og for å gi oksygen til algevekst.
4. System for tilførsel av næringsstoffer.
5. Innhøstingssystem (sentrifuge eller filtersystem).
6. Overvåkings- og kontrollsystem: Sensorer og regulatorer for å overvåke og regulere temperatur, lys, pH osv. for algevekst.
Bruksområdene og fordelene med fotobioreaktorene er
- Produksjon av biodrivstoff: biodiesel, etanol og hydrogen.
- Rensing av avløpsvann: fjerning av forurensende stoffer fra avløpsvann, inkludert nitrogen og fosfor.
- Luftrensing: fjerning av CO2 og andre forurensende oksider.
- Mat og dyrefôr: produksjon av biomasse som brukes til ernæring av mennesker og dyr (algebiomasse produseres 30 ganger raskere enn landbruksbiomasse).
- Legemidler: Alger er i stand til å produsere en rekke stoffer med potensielle medisinske bruksområder.

Hva er neste skritt? Tiltak for å gjøre en forskjell og bidra til å redusere problemet

Ved å plassere de sammenkoblede sylindrene i en fotobioreaktor på ytterveggen av bygninger kan man få algebiomasse, fange opp drivhusgasser og oppnå et estetisk aspekt som kan forbedre det bygde bymiljøets image. Ved å utnytte algenes naturlige fotosyntetiske evner er disse fotobioreaktorene en bærekraftig metode for å fange opp karbondioksidutslipp og dermed redusere effekten av drivhusgasser på atmosfæren. Dyrking av alger for produksjon av biomasse er dessuten en lovende fornybar energikilde, som potensielt kan redusere avhengigheten av fossilt brensel. Denne sammensmeltingen av funksjonalitet og skjønnhet forbedrer ikke bare det visuelle uttrykket i bymiljøene, men fungerer også som en håndgripelig påminnelse om vårt kollektive ansvar for å innovere for en grønnere og mer bærekraftig fremtid.

Det er avgjørende å implementere teknologier for karbonfangst og -lagring (CCS). CCS innebærer å fange opp CO2-utslipp fra industriprosesser og kraftverk, transportere det til lagringssteder og lagre det sikkert under bakken eller bruke det til økt oljeutvinning. På denne måten unngår man at CO2 kommer ut i atmosfæren og bidrar til den globale oppvarmingen.

Prosjektene opprettes av teamene, og de tar det fulle ansvaret for de delte dataene.
← Alle prosjekter