Un team dell'Università di Tsukuba ha introdotto una nuova procedura per raccogliere energia e molecole organiche dalle alghe utilizzando grafene nanoporoso e schiume di grafene poroso. Sviluppando un sistema riutilizzabile in grado di far evaporare l'acqua ad alta velocità senza la necessità di centrifugazione o spremitura. Questa ricerca ha un grande potenziale per l'applicazione della produzione di detergenti, più economico, e biocarburanti più efficienti, vitamine, e prodotti chimici.

Nella lotta al cambiamento climatico globale, la biomassa algale è un campo di ricerca molto interessante, perché sono microrganismi fotosintetici che convertono l'energia luminosa dal sole in biomolecole ricche di energia. Quando le alghe vengono coltivate e raccolte su scala industriale, queste molecole possono essere convertite in una vasta gamma di composti importanti, compreso il biocarburante, medicinali, integratori alimentari omega-3, e molti altri preziosi prodotti biologici. Le alghe sono anche in grado di assorbire anidride carbonica man mano che crescono, il passaggio dai combustibili fossili tradizionali ai biocarburanti promette di ridurre drasticamente le emissioni nette di gas serra. Però, le colture di microalghe consistono principalmente di acqua a basso contenuto di solidi (0,05-1,0% in peso) e la raccolta del materiale organico grazie a tecniche di separazione solido-liquido richiede solitamente più fasi di disidratazione.

Ora, gli scienziati dell'Università di Tsukuba hanno introdotto un nuovo metodo per rimuovere l'acqua dalla biomassa delle alghe che non danneggia i fragili composti da raccogliere. A differenza dei metodi precedenti che si basano sulla centrifugazione meccanica o sulla spremitura, mentre questo approccio utilizza l'irradiazione solare e riutilizzabile, materiali di supporto nanostrutturati. La fabbricazione di grafene nanoporoso strutturato gerarchicamente e schiume di grafene poroso crea minuscoli canali in cui l'acqua può essere tirata verso l'alto dalla profondità del campione.

Questo nuovo materiale sviluppato protegge la biomassa dal surriscaldamento mentre cattura più energia solare per far evaporare l'acqua. "Avevamo bisogno di un materiale che assorbisse la luce, ha un basso calore specifico e conducibilità termica, ma è ancora idrofilo e poroso, con ampia superficie, ", afferma il primo autore, il professor Yoshikazu Ito. "Fortunatamente, Il grafene nanostrutturato drogato con azoto possiede tutte queste qualità".

"Più efficiente dal punto di vista energetico possiamo rendere il processo di disidratazione, più possiamo preservare i benefici ambientali derivanti dall'utilizzo della biomassa in primo luogo, " dice l'autore senior Dr. Andreas Isdepsky.