天津大學環(huán)境學院宋春風副研究員團隊在二氧化碳分離以及生物轉(zhuǎn)化資源化方面取得重要進展。該研究突破了現(xiàn)有二氧化碳捕集成本高、能耗大等技術(shù)瓶頸,并實現(xiàn)了無機碳元素至高附加值微藻生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化,為緩解溫室效應(yīng)和發(fā)展綠色經(jīng)濟提供了新方案。
以二氧化碳為主的溫室氣體的大量排放是導致地球溫室效應(yīng)加劇的元兇,如何捕獲并利用大氣中的二氧化碳是人類社會共同面對的問題。固定大氣中的二氧化碳最常見的是化學吸收法,它能有效固定大氣中的二氧化碳,但也伴隨著吸收劑再生耗熱量大、運行成本高等缺點。另一種方法是利用微藻,微藻只需要太陽能驅(qū)動,但傳統(tǒng)的微藻固定法將高純度二氧化碳泵入微藻池后,大部分逃逸,固碳率只有5%~20%。
宋春風團隊提出的新工藝創(chuàng)造性地將這兩種固碳技術(shù)結(jié)合起來,先通過化學反應(yīng)將大氣中的二氧化碳吸轉(zhuǎn)為液體中的碳酸氫鹽,然后把含有碳酸氫鹽的液體輸進微藻池中進行生物轉(zhuǎn)化,使固碳率提高到60%~80%。吸收了二氧化碳的微藻能產(chǎn)出多糖、色素、油脂等具有高附加值的有機物,廣泛運用于食品、保健品、美妝等領(lǐng)域,在創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時達到循環(huán)利用碳元素的目的,實現(xiàn)碳的“零排放”。
此外,微藻的生長離不開氮、磷等無機鹽成分。研究團隊進一步引入豆制品加工廢水作為微藻的營養(yǎng)源,在固定二氧化碳的同時為食品加工廢水的處理開拓了新思路。該研究表明,以碳酸氫鹽作為二氧化碳吸收和生物轉(zhuǎn)化的紐帶,可能是替代傳統(tǒng)二氧化碳捕集及資源化技術(shù)的一種極具前景的選擇。
目前該工藝已經(jīng)運用到了內(nèi)蒙古固碳示范工程上,年固碳量可達1萬t。下一步,該研究團隊將繼續(xù)在微藻的轉(zhuǎn)換效率上深入研究,讓微藻在“吃得多”的同時還能“長得快”。