De är ansvariga för mer än 75 procent av jordens syretillförsel, men får ofta ingen kredit för det.

Mikroalger är encelliga organismer som fotosyntetiskt omvandlar koldioxid och solljus till användbara biokemiska produkter, med syre som biprodukt. Mikroalger utgör grunden för det akvatiska livet, gör det möjligt för vattendrag att stödja liv.

För det otränade ögat, mikroalger ser ut som oattraktivt grönt dammskum. Fortfarande, för Monash University Malaysia School of Science lektor Dr. Foo Su Chern, det var inveckladheten och oklarheten hos dessa mikroorganismer som väckte hennes intresse för att studera dem vidare.

Även om det finns mer än 100, 000 arter av mikroalger som har dokumenterats, det finns mycket mer som ännu inte har upptäckts, sa Dr Foo. De mer allmänt kända exemplen inkluderar spirulina, chlorella och dunaliella, som används i de nutraceutiska kosttillskotten.

Med nutraceutiska egenskaper som betakaroten, klorofyll och fleromättade fettsyror som gynnar människors och djurs hälsa, mikroalger har hyllats som framtidens superfood, och är idealiska veganska proteinersättningar.

Med den eskalerande klimatförändringen, det finns ett stort behov av lösningar för att minska kolet i atmosfären.

Dr Foo tror att mikroalger kan vara till nytta inför klimatförändringarna:

• de växer i sötvatten eller havsvatten
• de har också en hög avkastning
• de har ett mindre koldioxidavtryck jämfört med andra grödor.

Att odla mikroalger är mer hållbart som gröda, eftersom det har ett mindre koldioxidavtryck än ris. Den förra producerar 0,3612 kg koldioxid (CO ₂ ) per kilogram biomassa, jämfört med 0,769 kg CO ₂ per kilogram ris.

När det gäller oljeutbyte, mikroalger producerar 2000 liter olja per hektar, jämfört med palmoljas 653 gallons per acre.

Mikroalger kan odlas var som helst – även inomhus – eftersom de inte kräver åkermark för odling.

Med ett tropiskt klimat och konstant solsken hela året, Malaysia har stor potential för odling av mikroalger. Med hög fotosyntetisk kapacitet och tar bara sju dagar att mogna, mikroalger kan odlas som en alternativ biomassakälla för att komplettera den befintliga palmoljan i landet, samt tillhandahålla råmaterial för förädlade produkter, mat och foder, Hon sa.

"Olika mikroalgerter har olika potential. Vi vill bioprospektera och identifiera mikroalger som inte bara är unika, men att utnyttja varje arts styrka för att lösa akuta problem som klimatförändringar genom kolavskiljning, och samtidigt använda mikroalger biomassa i olika biotekniska tillämpningar, " Hon sa.

För hennes nuvarande forskningsprojekt, Dr. Foo kommer att bioprospektera efter tropiska mikroalger som finns i Sunways South Quay-sjö, med syfte att främja kolavskiljning och framställa värdefulla föreningar.

Finansierat av Sunway Groups Sustainable Community Grant Scheme, projektet är tvärvetenskapligt, fokus på biologiska resurser för kolavskiljning. Det är 60 procent fokuserat på mikroalger (vattenlevande), medan 40 procent kretsar kring träd (terrestra).

Trädkampanjen, ledd av Dr. Foos motsvarighet, Lärare vid School of Science Dr. Holly Barclay, fokuserar på att identifiera grönområden i Subang Jaya. Förslag på tomtlägen kommer sedan att rekommenderas till berörda parter såsom lokala kommunalråd.

Dr. Foos team strävar efter att identifiera en art som snabbt kan fånga kol, omvandla det till biokemiska produkter användbara som superfood för människor.

I den inledande fasen, Dr. Foo och hennes team har riktat in sig på en art, efter experiment på olika arters tillväxthastigheter. En snabbare tillväxt kommer att tillåta teamet att producera mer biomassa på kort sikt, Hon sa.

För den andra fasen, en Monash Malaysia School of Engineering-lektor och en masterstudent bygger en kostnadseffektiv fotobioreaktor för att odla mikroalgerbiomassan via fotosyntes i större skala.

Ett slutet fotobioreaktorsystem krävs för att producera monokulturmikroalger med mer än 80 procent renhet, särskilt om slutmålet är att producera kosttillskott på ett hållbart, standardiserat sätt, Dr Foo förklarade.

"Vi planerar för en 50-liters platt bioreaktor. Den kommer att se ut som ett litet förseglat "akvarium" fyllt med ljusgrönt vatten upplyst av energieffektiva LED-lampor med en gasfördelare för att lufta kulturen."

Att odla mikroalger är mer hållbart som gröda, eftersom det har ett mindre koldioxidavtryck än ris.

I den tredje fasen, biomassan kommer att skördas, och joniska vätskor kommer att användas för att extrahera bioaktiva ämnen såsom antioxidanter från mikroalgcellerna.

Utmaningen ligger i att sänka kostnaderna för bioreaktorn för att främja en högre utnyttjandegrad. "Vi vill introducera användning av mikroalger i hem och företag, men bioreaktorer på marknaden är vanligtvis oöverkomliga, " sa Dr Foo.

För närvarande, cirka RM60, 000 till RM70, 000 (21 A$, 000 till 26 USD, 000) har tilldelats för design och tillverkning av bioreaktorn. "En stor del pengar går till att installera sensorer för att beräkna kolavskiljning, "Dr Foo sa, och tillägger att forskningens första resultat kommer att publiceras i mars 2020 i hopp om att locka till sig ytterligare finansiering.

När det gäller potentiella tillämpningar, bioreaktorpaneler har använts i länder som Tyskland för att komplettera den yttre fasaden på deras gröna byggnader. "Förutom arkitektonisk estetik, energi som produceras av mikroalger kan driva hela byggnaden, ", sa hon. Andra alternativ inkluderar att introducera algkupoler i offentliga parker för att utnyttja naturligt solljus för mikroalgertillväxt.

Dr. Foo och hennes team planerar att presentera sina resultat vid Green City Forum i juni 2020. "Vi kommer också att presentera våra resultat för Sunway Group för att se om de skulle vara angelägna om att implementera bioreaktorerna för mikroalger i sina gallerior eller kommersiella byggnader, " Hon sa.

Går vidare, Dr. Foo planerar att starta en samling av mikroalger i Monash University Malaysia, och introducera lättanvända skolkit för fotosyntes för mikroalger.

"Vi hoppas kunna eftersträva fler forskningsmöjligheter och främja mikroalger som en hållbar resurs i sydostasiatiska sammanhang. Vi måste förstå att mikroalger är mycket användbara. Mitt slutmål är att göra mikroalger mer tillgängliga för allmänheten, så jag hoppas kunna lösa pressande flaskhalsar i detta växande område, " Hon sa.