Abbau der emissionsfreien Kraftstoffe der Zukunft von NREL

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NREL Lieve Laurens

Dr. Lieve Laurens, hier in einem der Algenlabore des NREL zu sehen, gehört zu den vier NREL-Wissenschaftlern, die die Rohstoffforschung leiten. Foto von Dennis Schroeder, NREL

Tdie verwendung von algen und anderen rohstoffen wie festem Siedlungsabfall (msw) in biokraftstoffe hängt von der verbesserung des anbaus, der sammlung und der verarbeitung der Biomasse ab. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) trägt dazu bei, das volle Potenzial der US-amerikanischen Rohstoffversorgung zu erschließen, nachdem es über 2 Millionen US-Dollar vom Büro des US-Energieministeriums für Bioenergietechnologien (SEIN). Die Mittel werden für zwei Projekte verwendet und unterstützen NREL-Wissenschaftler dabei, den besten Weg zur Züchtung photosynthetischer Algen zu lernen und auch, wie man msw effizient sortiert, wichtige Schritte, um beide Rohstoffe wirtschaftlicher zu machen.

Die Herstellung von Biokraftstoff aus Algen stellt logistische Herausforderungen dar. Landwirte müssen Algen fachmännisch in großen Freilandteichen züchten, in denen die Organismen verschiedenen Wetterbedingungen ausgesetzt sind. Die Algenbiomasse muss dann geerntet und verarbeitet werden, um den Brennstoff-Rohstoff zu erzeugen.

Kultivierung von Algen mit luftgefangenem CO₂

Wissenschaftler sind zunehmend daran interessiert, photosynthetische Mikroalgen zu verwenden, um CO₂ aus der Atmosphäre einzufangen und zu speichern. Heutige Algenfarmen müssen jedoch durch billige, stetige CO₂-Ströme ergänzt werden – oft aus nahe gelegenen Kraftwerken oder Kraftstoffraffinerien – und so weit über die Kapazität der Algenteiche hinaus geliefert werden, dass die Effizienz oft weniger als 20 % beträgt.

Das Ziel der NREL-Wissenschaftler ist es, die Abscheidungs- und Speichereffizienz von CO₂ zu verbessern, indem sie die Algenkultivierung als Photosynthese- und Biokatalysesysteme an einen mechanischen Baum mit einer passiven Direktluftabscheidungseinheit koppeln.

In Abstimmung mit technisch-ökonomischen und Lebenszyklusanalysen hat das Team unter der Leitung von Lielie Laurens, wird die Ernährung einer hochproduktiven Algenart untersuchen, um zu verstehen, wie sie verändert werden könnte, um das Treibhausgas besser als Zellbiomasse zu speichern. Sie werden auch neuartige Ansätze zur CO₂-Abgabe in Kombination mit der Einführung eines hochwirksamen Carboanhydrase-Proteins entwickeln.

Andere wichtige Teilnehmer an dieser Studie sind die Arizona State University und Silicon Kingdom Holdings.

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