Climate Detectives-projekt 2023-2024


Projektets titel: Gröna idéer - användning av fotobioreaktorer för att minska föroreningar

  Nationellt utvald vinnare

Ovidius gymnasium   Constanta   Rumänien

Forskningsfråga

Hur kan vi minska koldioxidutsläppen genom att använda fytoplanktons fotosynteskapacitet?

Sammanfattning av projektet

Målet med vårt projekt är att skapa en experimentell fotobioreaktor som ska användas för att odla mikroalger (främst växtplankton), för att binda CO2 och kväveoxider från de gaser som uppstår vid förbränning av fossila bränslen, men också för att rena avloppsvatten. På så sätt minskas utsläppen av växthusgaser till atmosfären och fotosyntesen stimuleras, vilket är grunden för produktionen av algbiomassa, som senare kan användas för att utvinna ämnen som är användbara inom farmakologin, för produktion av biodiesel och bioetanol, eller kan användas som gödningsmedel. Vi kopplar samman laboratoriedata med data från EO/satelliter för att se koncentrationen av klorofyll vid den rumänska Svartahavskusten.

Huvudsakliga resultat och slutsatser

Hur kan vi minska koldioxidutsläppen genom att använda fytoplanktons fotosynteskapacitet?

För de 2 prover vi analyserade såg vi en minskning av volymen av proverna, genom avdunstning, på cirka 50% under en period av 45 dagar, med en signifikant ökning av celldensiteten under experimentet; cellkolonierna observerades ha ökande storlekar under de 16 veckorna av observationer och ett högre antal celler än ursprungligen
Under de 5 veckor som proverna analyserades ökade klorofyllkoncentrationen med ca 20% i de prover som exponerades för ljus och med tillsats av gödselmedel (batch 1) jämfört med kontrollproverna - från 0, 2 till 0,35 μg klorofyll/L. Endast 5% ökningar sågs i ljusexponerade prover
Huvudkomponenterna i en fotobioreaktor är:
1. Ljuskälla för att ge energi till fotosyntes och algtillväxt (naturlig eller konstgjord).
2. Odlingskärl (glas, plast eller metall och kan vara i form av rör, tankar eller påsar).
3. Blandnings- och luftningssystem för att förhindra skiktning och påväxt och för att tillföra syre för algtillväxt.
4. System för tillförsel av näringsämnen.
5. Skördesystem (centrifug eller filtersystem).
6. Övervaknings- och styrsystem: Sensorer och styrenheter för att övervaka och reglera temperatur, ljus, pH, etc. för algtillväxt.
Användningsområden och fördelar med fotobioreaktorerna är>
- Produktion av biobränslen: biodiesel, etanol och vätgas.
- Avloppsrening: Avlägsnande av föroreningar från avloppsvatten, inklusive kväve och fosfor.
- Luftrening: Avlägsnande av CO2 och andra förorenande oxider.
- Livsmedel och djurfoder: produktion av biomassa som används för näring till människor och djur (algbiomassa produceras 30 gånger snabbare än jordbruksbiomassa).
- Läkemedel: Alger kan producera många ämnen med potentiella medicinska användningsområden.

Vad händer nu? Åtgärder för att göra skillnad och bidra till att minska problemet

Genom att placera de anslutna cylindrarna i en fotobioreaktor på byggnadens yttervägg kan algbiomassa erhållas, växthusgaser fångas upp och en estetisk aspekt kan erhållas som kan förbättra bilden av den byggda stadsmiljön. Genom att utnyttja algernas naturliga fotosyntetiska förmåga erbjuder dessa fotobioreaktorer en hållbar metod för att fånga upp koldioxidutsläpp och därmed minska växthusgasernas inverkan på atmosfären. Odling av alger för produktion av biomassa är dessutom en lovande förnybar energikälla som kan minska beroendet av fossila bränslen. Denna fusion av funktionalitet och skönhet förbättrar inte bara stadsmiljöernas visuella intryck utan fungerar också som en påtaglig påminnelse om vårt kollektiva ansvar att innovera för en grönare och mer hållbar framtid.

Att implementera teknik för avskiljning och lagring av koldioxid (CCS) är avgörande. CCS innebär att man fångar upp koldioxidutsläpp från industriella processer och kraftverk, transporterar dem till lagringsplatser och lagrar dem säkert under jord eller använder dem för förbättrad oljeutvinning. På så sätt förhindras att CO2 kommer ut i atmosfären och bidrar till den globala uppvärmningen.

Projekten skapas av teamen och de tar det fulla ansvaret för den delade datan.
← Alla projekt