Een team van de Universiteit van Tsukuba introduceerde een nieuwe procedure voor het oogsten van energie en organische moleculen uit algen met behulp van nanoporeus grafeen en poreus grafeenschuim. Door een herbruikbaar systeem te ontwikkelen dat water met hoge snelheid kan verdampen zonder dat centrifugeren of knijpen nodig is. Dit onderzoek heeft een groot potentieel voor de toepassing van het produceren van schonere, goedkoper, en efficiëntere biobrandstoffen, vitamines, en chemicaliën.

In de strijd tegen de wereldwijde klimaatverandering, algenbiomassa is een zeer boeiend onderzoeksgebied, omdat het fotosynthetische micro-organismen zijn die lichtenergie van de zon omzetten in energierijke biomoleculen. Wanneer algen op industriële schaal worden gekweekt en geoogst, deze moleculen kunnen worden omgezet in een breed scala aan belangrijke verbindingen, inclusief biobrandstof, medicijnen, omega-3 voedingssupplementen, en vele andere waardevolle bioproducten. Algen zijn ook in staat om koolstofdioxide op te nemen terwijl ze groeien, overschakelen van traditionele fossiele brandstoffen naar biobrandstoffen belooft de netto-uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Echter, micro-algenculturen bestaan ​​voornamelijk uit water met een laag vastestofgehalte (0,05-1,0 gew.%) en het oogsten van het organische materiaal als gevolg van vaste-vloeistofscheidingstechnieken vereist meestal meerdere dehydratatiestappen.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers van de Universiteit van Tsukuba introduceerden een nieuwe methode om water uit algenbiomassa te verwijderen die de te oogsten kwetsbare verbindingen niet beschadigt. In tegenstelling tot eerdere methoden die berusten op mechanisch centrifugeren of persen, terwijl deze aanpak gebruik maakt van zonnestraling en herbruikbare, nanogestructureerde ondersteunende materialen. De fabricage van hiërarchisch gestructureerd nanoporeus grafeen en poreuze grafeenschuimen creëert kleine kanaaltjes waardoor water diep in het monster omhoog kan worden getrokken.

Dit nieuw ontwikkelde materiaal beschermt de biomassa tegen oververhitting en vangt meer zonne-energie op om het water te verdampen. "We hadden een materiaal nodig dat licht absorbeert, heeft een lage soortelijke warmte en thermische geleidbaarheid, maar is nog steeds hydrofiel en poreus, met een groot oppervlak, " zegt eerste auteur professor Yoshikazu Ito. "Gelukkig, stikstof-gedoteerde nanogestructureerde grafeen bezit al deze eigenschappen."

"Hoe energiezuiniger we het uitdrogingsproces kunnen maken, hoe meer we de milieuvoordelen van het gebruik van biomassa in de eerste plaats kunnen behouden, " zegt senior auteur Dr. Andreas Isdepsky.