Une équipe de l'Université de Tsukuba a introduit une nouvelle procédure de récolte d'énergie et de molécules organiques à partir d'algues à l'aide de graphène nanoporeux et de mousses poreuses de graphène. En développant un système réutilisable qui peut évaporer l'eau à un taux élevé sans avoir besoin de centrifugation ou de compression. Cette recherche a un grand potentiel pour l'application de la production de produits plus propres, moins cher, et des biocarburants plus efficaces, vitamines, et produits chimiques.

Dans la lutte contre le changement climatique mondial, la biomasse d'algues est un domaine de recherche très passionnant, car ce sont des micro-organismes photosynthétiques qui convertissent l'énergie lumineuse du soleil en biomolécules riches en énergie. Lorsque les algues sont cultivées et récoltées à l'échelle industrielle, ces molécules peuvent être converties en un large éventail de composés importants, y compris les biocarburants, médicaments, compléments alimentaires oméga-3, et de nombreux autres bioproduits de valeur. Les algues sont également capables d'absorber le dioxyde de carbone au cours de leur croissance, le passage des combustibles fossiles traditionnels aux biocarburants promet de réduire considérablement les émissions nettes de gaz à effet de serre. Cependant, les cultures de micro-algues se composent principalement d'eau à faible teneur en solides (0,05 à 1,0 % en poids) et la récolte de la matière organique grâce aux techniques de séparation solide-liquide nécessite généralement plusieurs étapes de déshydratation.

Maintenant, des scientifiques de l'Université de Tsukuba ont introduit une nouvelle méthode pour éliminer l'eau de la biomasse d'algues qui n'endommage pas les composés fragiles à récolter. Contrairement aux méthodes précédentes qui reposent sur la centrifugation ou la compression mécanique, alors que cette approche utilise l'irradiation solaire et réutilisable, matériaux de support nanostructurés. La fabrication de mousses de graphène nanoporeux et de graphène poreux à structure hiérarchique crée de minuscules canaux pour que l'eau soit tirée vers le haut depuis le plus profond de l'échantillon.

Ce nouveau matériau développé protège la biomasse de la surchauffe tout en captant une plus grande partie de l'énergie du soleil pour évaporer l'eau. "Nous avions besoin d'un matériau qui absorbe la lumière, a une chaleur spécifique et une conductivité thermique faibles, mais reste hydrophile et poreux, avec une grande surface, ", déclare le premier auteur, le professeur Yoshikazu Ito. "Heureusement, Le graphène nanostructuré dopé à l'azote possède toutes ces qualités."

"Plus nous pouvons rendre le processus de déshydratation plus économe en énergie, plus nous pouvons préserver les avantages environnementaux de l'utilisation de la biomasse en premier lieu, ", déclare l'auteur principal, le Dr Andreas Isdepsky.