Die Mikroalgenforschung schreitet dem Ziel einer CO2-Netto-Null-Emission näher

Dank der Algenforschung der University of Houston stehen Wissenschaftler möglicherweise kurz davor, dem Ziel von Netto-Null-Kohlenstoffemissionen einen großen Schritt näher zu kommen. Die großen Algenstudien im Labor für mikrobielle Produkte am UH in Sugar Land offenbaren verborgenes Potenzial.

Das Forschungsprojekt wird in einem detailliert beschrieben Artikel In Grüne Chemie mit dem Titel „Potential of Use Microalgae to Sequester CO2 and Processing to Bioproducts.“

Venkatesh Balan, außerordentlicher Professor für Ingenieurtechnik an der Abteilung für Technologie des Cullen College of Engineering der UH und Hauptautor des Artikels, erforscht überraschende Merkmale bei kleinen phototropen (lichtempfindlichen) Organismen im Süß- und Salzwasser, die als Mikroalgen bezeichnet werden.

Mikroalgen können Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre binden. Am meisten interessiert Balan und sein Forscherteam jedoch seine Fähigkeit, das eingefangene CO2 durch eine Reihe von Prozessen in massenproduzierte Proteine, Lipide und Kohlenhydrate umzuwandeln.

„Dieser grüne Prozess geht über Klimaprobleme hinaus. Er kann beispielsweise sogar die Art und Weise verändern, wie wir unsere Lebensmittel produzieren“, sagte Balan, der sich seit sieben Jahren mit Algen beschäftigt. Seine Forschung bewertet das Potenzial der Verwendung von Mikroalgen zur Abwasserbehandlung und zur Verwendung von Algenbiomasse zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Düngemitteln, Kraftstoffen und Chemikalien.

In Süßwasserbehandlungen gezüchtete Algen wie Spirulina werden in Nahrungsergänzungsmitteln und Kosmetika verwendet. In Zukunft könnten Mikroalgen als nachhaltiger Rohstoff für die Herstellung von Biokraftstoffen und Biochemikalien verwendet werden, was die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern könnte.

Die unmittelbarste Superkraft der Mikroalgen ist jedoch ihr Potenzial, eine Schlüsselrolle bei der Antwort auf die weltweite globale Erwärmung zu spielen.

„Wir erleben den Klimawandel. Die 100-Grad-Hitze dieses Sommers, die hier in Texas und in mehreren anderen Teilen der Welt drei Monate anhielt, hatte es noch nie zuvor gegeben. Das ist ein Beweis für den Klimawandel. Niemand kann es leugnen.“ „, sagte Balan.

Der Treibhauseffekt, bei dem bestimmte Gase die Erdatmosphäre bedecken und die Wärme näher am Planeten speichern, beschleunigt die Erwärmung. Treibhausgase können jedes Gas sein, das Infrarotstrahlung absorbiert. In der Erdatmosphäre sind CO2 und Fluorchlorkohlenwasserstoffe die Hauptfaktoren.

„Es besteht großes Interesse bei Gesetzgebern und politischen Entscheidungsträgern, selbst bei Unternehmen, die Treibhausgase ausstoßen, Alternativen zu finden, insbesondere für die aus der Industrie emittierten“, sagte Balan.

Aber die Industrie könne nicht für alle Umweltverschmutzungsprobleme verantwortlich gemacht werden, die uns plagen, sagte er. „Auf Ihrem Tisch oder in Ihrer Speisekammer sehen Sie Lebensmittel. Schwieriger vorstellbar sind die Treibhausgase, die der Obstgarten ausstößt, in dem die Früchte angebaut werden, die Fabrik, in der die Frühstücksflocken hergestellt werden, und sogar die Transportmittel, die die Kekse in Ihre Nachbarschaft bringen.“ Ihr eigener Arbeitsweg, um die Lebensmittel zu kaufen. Das summiert sich, aber das Problem lässt sich leicht ignorieren, weil wir es nicht sehen können. Dennoch tragen alle Verbraucher auf ihre eigene Weise zum Treibhauseffekt bei.“

Wenn also CO2 und andere Chemikalien unser Klima schädigen, wie gehen wir dann mit dem überschüssigen CO2 in unserer Atmosphäre um? Bisher diskutierten die meisten Wissenschaftler darüber, CO2 aufzufangen und zu vergraben, möglicherweise unter einem Ozean oder einem anderen großen Gewässer, was ein teures und energieintensives Unterfangen ist.

„Wir entwickeln einen alternativen Ansatz, indem wir Algen zur CO2-Bindung verwenden und dann den Kohlenstoff zur Herstellung von Bioprodukten nutzen, die für die Menschheit nützlich sind“, sagte Balan.

Balan und seine Forschungsassistentin Masha Alian entdeckten kürzlich, dass Algen als Substrat für die Pilzproduktion verwendet werden können, ein weiteres nützliches Instrument, um einen Netto-CO2-Fußabdruck von Null zu erreichen. Die symbiotische Beziehung zwischen Algen und Pilzen findet sich in Flechten, einem zusammengesetzten Organismus – teils Algen, teils Pilze. Flechten kommen im ländlichen Texas und anderswo häufig vor und sind ein bevorzugtes Futter für Hirsche und andere Tiere, die sie von den Baumstämmen knabbern, wo sie in freier Wildbahn wachsen.

In Balans Labor versuchen Forscher nachzuahmen, wie Flechten in der Natur wachsen. „Die Algen produzieren Sauerstoff, und die Pilze stabilisieren CO2 und produzieren Sauerstoff“, erklärte Balan. Als Bonus könnte ein Großteil des aus Algen und Pilzen bestehenden Nahrungsbetts in gesunde Lebensmittel umgewandelt werden.