Нанотехнологии повышают выход биотоплива из микроводорослей

Спрос на возобновляемые источники энергии, такие как биотопливо, растёт. Исследователи из Техасского университета в Эль-Пасо показали, как нанотехнологии могут значительно улучшить производство биотоплива из микроводорослей.

Исследование, опубликованное в ACS Applied Bio Materials, сосредоточено на микроводоросли Chlorella vulgaris. Учёные продемонстрировали, что контролируемые дозы наночастиц оксида цинка (ZnO) могут резко увеличить содержание липидов в организме, включая триацилглицерин, используемый для производства биотоплива.

В обычных условиях клетки C. vulgaris содержали около 14% липидов. При воздействии умеренных концентраций (30–50 мг/л) синтезированных наночастиц ZnO содержание липидов увеличивалось до 48% от их массы — более чем в три раза от исходного уровня — без значительного вреда для клеток.

«Мы обнаружили, что нечто подобное происходит с клетками микроводорослей, когда мы вызываем у них стресс, в нашем случае, подвергая их воздействию наночастиц оксида цинка, из-за эффекта активных форм кислорода», — пояснил руководитель исследования Хамидреза Шарифан.

Более высокие концентрации ZnO (выше 50 мг/л) вызывали окислительное повреждение клеток, снижая их потенциал для производства биотоплива, что подчёркивает важность пороговых уровней.

Кроме того, исследователи разработали Biofuel Suitability Score (BSS) — новую масштабируемую систему для оценки и оптимизации условий производства биотоплива, которая интегрирует множество факторов.

В дальнейшем команда планирует усовершенствовать процесс, чтобы продемонстрировать его жизнеспособность в крупном масштабе, возможно, с использованием других видов микроводорослей.