ESA_logo_2020_White
Logotip ESERO bele barve

Projekti Climate Detectives 2023-2024

Naslov projekta: Zelene ideje - uporaba fotobioreaktorjev za zmanjševanje onesnaževanja

  Nacionalni izbrani zmagovalec

Srednja šola Ovidius   Constanta   Romunija

Raziskovalno vprašanje

Kako lahko zmanjšamo emisije CO2 z uporabo zmogljivosti fitoplanktona za fotostezo.

Povzetek projekta

Cilj našega projekta je izdelati eksperimentalni fotobioreaktor za gojenje mikroalg (predvsem fitoplanktona), vezavo CO2 in oksidov N iz plinov, ki nastajajo pri zgorevanju fosilnih goriv, pa tudi za čiščenje odpadne vode. Tako se zmanjšajo emisije toplogrednih plinov v ozračje in spodbudi fotosinteza, kar je osnova za proizvodnjo biomase alg, ki se lahko pozneje uporabi za pridobivanje snovi, uporabnih v farmakologiji, za proizvodnjo biodizla in bioetanola ali pa se uporabi kot gnojilo. Laboratorijske podatke povežemo s podatki, ki jih zagotavljajo EO/sateliti, da bi videli koncentracijo klorofila na romunski obali Črnega morja.

Glavni rezultati in sklepi

Kako lahko zmanjšamo emisije CO2 z uporabo zmogljivosti fitoplanktona za fotostezo.

Pri dveh analiziranih vzorcih smo opazili zmanjšanje prostornine vzorcev zaradi izhlapevanja za približno 50% v obdobju 45 dni, pri čemer se je med poskusom znatno povečala gostota celic; opazili smo, da so se celične kolonije v 16 tednih opazovanja povečevale in da je bilo število celic večje kot na začetku.
V petih tednih analiziranja vzorcev se je koncentracija klorofila povečala za približno 20% v vzorcih, izpostavljenih svetlobi in z dodatkom gnojila (serija 1), v primerjavi s kontrolnimi vzorci - od 0, 2 do 0,35 μg klorofila/L. V vzorcih, izpostavljenih svetlobi, je bilo opaziti povečanje le za 5%
Glavni sestavni deli fotobioreaktorja so:
1. Vir svetlobe za zagotavljanje energije za fotosintezo in rast alg (naravni ali umetni).
2. Posoda za gojenje (steklena, plastična ali kovinska, lahko v obliki cevi, rezervoarjev ali vrečk).
3. Sistem mešanja in prezračevanja za preprečevanje stratifikacije in obraščanja ter zagotavljanje kisika za rast alg.
4. Sistem za dostavo hranil.
5. Sistem za zbiranje (centrifuga ali filtrirni sistem).
6. Sistem za spremljanje in nadzor: Senzorji in krmilniki za spremljanje in uravnavanje temperature, svetlobe, pH itd. za rast alg.
Uporaba in prednosti fotobioreaktorjev so>
- Proizvodnja biogoriv: biodizel, etanol in vodik.
- Čiščenje odpadne vode: odstranjevanje onesnaževal iz odpadne vode, vključno z dušikom in fosforjem.
- Čiščenje zraka: odstranjevanje CO2 in drugih onesnaževalnih oksidov.
- Hrana in krma za živali: proizvodnja biomase, ki se uporablja za prehrano ljudi in živali (biomasa alg se proizvaja 30-krat hitreje kot kmetijska biomasa).
- Farmacevtski izdelki: Alge lahko proizvajajo številne snovi, ki se lahko uporabljajo v medicini.

Kaj sledi? Ukrepi, s katerimi lahko spremenite in zmanjšate problem

S postavitvijo povezanih valjev fotobioreaktorja na zunanjo steno stavb se lahko pridobiva biomasa alg, zajemajo toplogredni plini in pridobi estetski vidik, ki lahko izboljša podobo grajenega mestnega okolja. Z izkoriščanjem naravnih fotosintetičnih sposobnosti alg ti fotobioreaktorji ponujajo trajnostno metodo za zajemanje emisij ogljikovega dioksida in s tem blažijo vpliv toplogrednih plinov na ozračje. Poleg tega je gojenje alg za proizvodnjo biomase obetaven obnovljiv vir energije, ki bi lahko zmanjšal odvisnost od fosilnih goriv. Ta združitev funkcionalnosti in lepote ne izboljšuje le vizualne privlačnosti mestnih okolij, temveč služi tudi kot oprijemljiv opomnik na našo skupno odgovornost za inovacije za bolj zeleno in trajnostno prihodnost.

Izvajanje tehnologij za zajemanje in shranjevanje ogljika (CCS) je ključnega pomena. CCS zajema zajemanje emisij CO2 iz industrijskih procesov in elektrarn, njegov prevoz do skladišč in varno shranjevanje pod zemljo ali uporabo za povečano pridobivanje nafte. S tem se prepreči, da bi CO2 vstopil v ozračje in prispeval h globalnemu segrevanju.

Projekte oblikujejo ekipe, ki so v celoti odgovorne za skupne podatke.
← Vsi projekti