生物工程学院科研团队在微藻“碳中和”领域取得重要进展

近日,生物工程学院迟占有教授团队在《生物技术趋势》(Trends in Biotechnology)发表了题为《基于碳酸氢盐微藻生产系统的进展》(Progress toward a bicarbonate-based microalgae production system)的文章,系统总结了经碳酸氢盐途径固定CO2生产微藻方面的研究进展,并指出了未来研发方向,为利用微藻实现“碳中和”明确了关键路径。

微藻在地球早期将大气中>10%CO2固定为有机碳,如今在全球生物圈固碳中仍占据半壁江山。微藻可为合成生物学提供光自养底盘细胞,在直接固定CO2生产各种生物工程产品(食品、饲料、酶、生物化学品、可降解塑料、生物燃料等)方面有重大应用潜力,其大规模产业化对实现“碳中和”具有重要意义。

“碳池”高效固定空气CO2为微藻生长快速供碳

“碳池”高效固定空气CO2为微藻生长快速供碳

微藻实现大规模产业应用的主要障碍在于高成本。与高等植物无需任何成本从空气中获取CO2不同,传统微藻培养过程供碳成本过高,并造成生物反应器开发和放大困难。针对此问题,迟占有教授于2011年在《生物技术趋势》发表了题为《碳捕获产生碳酸氢盐用于微藻培养》(Bicarbonate produced from carbon capture for algae culture)的观点性文章,提出了循环利用高浓度碳酸氢盐形成“碳池”为微藻高效供碳的新思路。在此之后,一直致力于相关研究,经过整整十年努力,取得了一系列重要研究成果,包括:验证了多种微藻可耐受高浓度碳酸氢钠;证明了循环利用碳酸盐吸收CO2进行微藻培养的可行性;发现了碳酸氢盐方式供碳比CO2气体生长效率更高,而碳利用率高达96.7%(CO2气体一般不足5%);发明了利用空气中CO2为“碳池”充碳支持微藻高效生长的技术(图1);证明了间歇曝气可比连续曝气降低能耗60%;开发了利用碳酸盐提取藻油之后吸收CO2用于循环培养、自发形成高碱环境诱导絮凝实现低成本微藻采收的新技术。基于供碳技术的突破,研发了结构简单、成本低廉的波浪驱动漂浮反应器和水力驱动反应器,成功用于培养螺旋藻、小球藻、盐生杜氏藻、金藻、超嗜盐杆藻、胶球藻等,并成功实现户外放大,得到审稿人“非常值得关注、对微藻生物技术的宝贵贡献(very interesting and a valuable contribution to microalgal biotechnology)”的评价。

基于在该领域的显著创新业绩,迟占有教授再次收到《生物技术趋势》杂志的邀请,发表了上述文章。基于对相关研究进展的全面总结,该文章系统性阐述了此路径的技术优势,确认了其可行性和先进性,并分析了其进一步大幅降低成本的潜力,展望了在大宗商品中实现产业应用突破的研发路线,为利用微藻实现“碳中和”明确了关键路径。

 

回复留言

如需购买藻种、光生物反应器定制,配件购买,请联系我们