I mer än 60 år, alger har studerats som ett potentiellt råmaterial för produktion av biobränsle, men cellulosan i deras cellvägg gör det svårt att komma åt de kritiska molekylerna inuti och omvandla dem till biogas.

I den Journal of Renewable and Sustainable Energy , ett internationellt forskarlag rapporterar sin framgång med att använda urea och natriumhydroxid (NaOH, allmänt känd som lut eller kaustiksoda) som en förbehandling av alger, som bryter ner cellulosa och mer än fördubblar biogasproduktionen under deras initiala experimentella förhållanden.

"Vi inspirerades av tidigare publicerade resultat som visar löftet om NaOH och urea för att förändra lösligheten av cellulosa, " sa medförfattaren Yue Shi. "Vi ville undersöka om detta kunde hjälpa oss att övervinna en av de stora utmaningarna med att smälta alger."

För att producera biogas från alger, forskare använder vanligtvis en naturligt förekommande process som kallas anerob matsmältning, där en typ av bakterier bryter ner algerna och producerar en metanrik gasblandning som kan renas. Den resulterande metanen kan användas vid produktion av värme, elektricitet, metanol, bilbränsle, och andra rena energikällor.

Denna studie presenterar de första stegen mot att optimera förhållanden för sådan energiproduktion, testa variationer i tid, temperatur, och koncentration av lut-urea förbehandling. Specifikt, den mest effektiva kombinationen i denna studie var en 50-minuters förbehandling vid -16°C med en lut-ureakoncentration på 5,89 %.

"Interaktionerna mellan variabler var också uppenbara i våra resultat, ", sade Shi. "De mikrostrukturella förändringarna som resulterade från förbehandling var uppenbara vid avbildning med svepelektronmikroskopi."

Mitt i växande oro för den begränsade tillgången på fossila bränslen och deras potentiellt skadliga effekter på vår miljö, Det globala intresset för överkomlig och förnybar energi växer. Dessutom, Att identifiera miljöskadliga material som råmaterial för dessa processer kan ha två syften.

Den cirkulära ekonomimodellen, till exempel, föreslår återvinning av avfallsresurser och miljöskadliga produkter vid källan kan användas som råmaterial för material som kan ersätta befintliga resurser.

I studien, råvaran var Enteromorpha, en makroalg eller tång som ansvarar för grönt tidvatten, en algöverväxt som är skadlig för turismen, vattenbruk, och naturliga ekosystem. De globala ekonomiska och ekologiska effekterna av grönt tidvatten har ökat i omfattning och frekvens sedan 1960-talet.

Att fånga dessa säsongsbetonade och framväxande alger och omvandla dem till ett kostnadseffektivt och hållbart biobränsle skulle ha sociala och ekonomiska fördelar utöver ren energi och föra oss närmare en cirkulär ekonomi.