Climate Detectives Projecten 2023-2024


Projecttitel: Groene ideeën - fotobioreactoren gebruiken om vervuiling tegen te gaan

  Nationaal gekozen winnaar

Ovidius Middelbare School   Constanta   Roemenië

Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we de CO2-uitstoot verminderen door gebruik te maken van de fotosistese-capaciteiten van fytoplankton?

Samenvatting van het project

Het doel van ons project is om een experimentele fotobioreactor te maken die gebruikt kan worden om microalgen (voornamelijk fytoplankton) te kweken, om CO2 en N oxiden te binden uit de gassen die ontstaan bij de verbranding van fossiele brandstoffen, maar ook om afvalwater te behandelen. Op die manier wordt de uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer verminderd en de fotosynthese gestimuleerd, wat de basis vormt voor de productie van biomassa van algen, die later gebruikt kan worden voor het extraheren van stoffen die nuttig zijn in de farmacologie, voor de productie van biodiesel en bio-ethanol, of gebruikt kan worden als meststof. We verbinden de laboratoriumgegevens met de gegevens van EO-satellieten om de concentratie chlorofyl aan de Roemeense Zwarte Zeekust te bekijken.

Belangrijkste resultaten en conclusies

Hoe kunnen we de CO2-uitstoot verminderen door gebruik te maken van de fotosistese-capaciteiten van fytoplankton?

Bij de 2 monsters die we analyseerden, zagen we een afname van het volume van de monsters, door verdamping, van ongeveer 50% in een periode van 45 dagen, waarbij een significante toename van de celdichtheid tijdens het experiment werd gevonden; de celkolonies werden gedurende de 16 weken van observatie steeds groter, en een hoger aantal cellen dan aanvankelijk waargenomen.
Gedurende de 5 weken van monsteranalyse was er een toename van de chlorofylconcentratie met ongeveer 20% in de monsters blootgesteld aan licht en met toevoeging van kunstmest (batch 1) vergeleken met de controlemonsters - van 0, 2 bij 0,35 μg chlorofyl/L. Er werd slechts een toename van 5% gezien in aan licht blootgestelde monsters
De belangrijkste onderdelen van een fotobioreactor zijn:
1. Lichtbron om energie te leveren voor fotosynthese en algengroei (natuurlijk of kunstmatig).
2. 3. Kweekvat (glas, plastic of metaal en kan de vorm aannemen van buizen, tanks of zakken).
3. Meng- en beluchtingssysteem om stratificatie en aangroei te voorkomen en zuurstof voor algengroei te leveren.
4. Systeem voor het toedienen van voedingsstoffen.
5. Oogstsysteem (centrifuge of filtersysteem).
6. Bewakings- en regelsysteem: Sensoren en regelaars voor het bewaken en regelen van temperatuur, licht, pH, enz. voor algengroei.
De toepassingen en voordelen van de fotobioreactoren zijn>.
- Productie van biobrandstoffen: biodiesel, ethanol en waterstof.
- Behandeling van afvalwater: verwijdering van verontreinigende stoffen uit afvalwater, waaronder stikstof en fosfor.
- Luchtzuivering: verwijdering van CO2 en andere vervuilende oxiden.
- Voedsel en diervoeder: productie van biomassa die gebruikt wordt voor menselijke en dierlijke voeding (algenbiomassa wordt 30 keer sneller geproduceerd dan landbouwbiomassa).
- Geneesmiddelen: Algen kunnen tal van stoffen produceren met potentiële medische toepassingen.

Wat is de volgende stap? Acties om een verschil te maken en het probleem te helpen verminderen

Door de met elkaar verbonden cilinders van een fotobioreactor op de buitenmuur van gebouwen te plaatsen, kan algenbiomassa verkregen worden, worden broeikasgassen opgevangen en kan een esthetisch aspect verkregen worden dat het imago van de bebouwde stedelijke omgeving kan verbeteren. Door gebruik te maken van het natuurlijke fotosynthetische vermogen van algen, bieden deze fotobioreactoren een duurzame methode voor het opvangen van kooldioxide-emissies, waardoor de invloed van broeikasgassen op de atmosfeer wordt beperkt. Bovendien is het kweken van algen voor de productie van biomassa een veelbelovende hernieuwbare energiebron, die mogelijk de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen vermindert. Deze fusie van functionaliteit en schoonheid verbetert niet alleen de visuele aantrekkingskracht van stedelijke omgevingen, maar dient ook als een tastbare herinnering aan onze collectieve verantwoordelijkheid om te innoveren voor een groenere, duurzamere toekomst.

De implementatie van CCS-technologieën (Carbon Capture and Storage) is van cruciaal belang. CCS houdt in dat CO2-emissies van industriële processen en energiecentrales worden opgevangen, naar opslaglocaties worden getransporteerd en veilig ondergronds worden opgeslagen of worden gebruikt voor verbeterde oliewinning. Zo wordt voorkomen dat CO2 in de atmosfeer terechtkomt en bijdraagt aan de opwarming van de aarde.

Projecten worden gemaakt door de teams en zij nemen de volledige verantwoordelijkheid voor de gedeelde gegevens.
← Alle projecten