Ett team vid University of Tsukuba introducerade en ny procedur för att skörda energi och organiska molekyler från alger med hjälp av nanoporöst grafen och poröst grafenskum. Genom att utveckla ett återanvändbart system som kan avdunsta vatten i hög hastighet utan behov av centrifugering eller klämning. Denna forskning har en stor potential för tillämpningen av att producera renare, billigare, och effektivare biobränslen, vitaminer, och kemikalier.

I kampen mot globala klimatförändringar, algbiomassa är ett mycket spännande forskningsfält, eftersom de är fotosyntetiska mikroorganismer som omvandlar ljusenergi från solen till energirika biomolekyler. När alger odlas och skördas i industriell skala, dessa molekyler kan omvandlas till ett brett spektrum av viktiga föreningar, inklusive biobränsle, mediciner, omega-3 kosttillskott, och många andra värdefulla bioprodukter. Alger kan också absorbera koldioxid när de växer, Att byta från traditionella fossila bränslen till biobränslen har ett löfte om att minska nettoutsläppen av växthusgaser. Dock, mikroalgkulturer består huvudsakligen av vatten med låg fasthalt (0,05-1,0 vikt%) och skörd av det organiska materialet på grund av fast-vätskeseparationsteknik kräver vanligtvis flera dehydreringssteg.

Nu, forskare vid University of Tsukuba introducerade en ny metod för att ta bort vatten från algbiomassa som inte skadar de ömtåliga föreningarna som ska skördas. Till skillnad från tidigare metoder som bygger på mekanisk centrifugering eller klämning, medan denna metod använder solbestrålning och återanvändbar, nanostrukturerade stödmaterial. Tillverkningen av hierarkiskt strukturerad nanoporös grafen och porösa grafenskum skapar små kanaler för vatten som kan dras uppåt från djupet inuti provet.

Detta nyutvecklade material skyddar biomassan från överhettning samtidigt som det fångar upp mer av solens energi för att förånga vattnet. "Vi behövde ett material som absorberar ljus, har låg specifik värme och värmeledningsförmåga, men är fortfarande hydrofil och porös, med stor yta, " säger första författare professor Yoshikazu Ito. "Lyckligtvis, kvävedopad nanostrukturerad grafen har alla dessa egenskaper."

"Ju mer energieffektiva vi kan göra uttorkningsprocessen, ju mer vi kan bevara miljöfördelarna med att använda biomassa i första hand, " säger seniorförfattaren Dr. Andreas Isdepsky.