采用碳酸酐酶的微藻直接空气碳捕集固碳性能强化研究

作     者：王睿龙 李明佳 Sandra Kentish 

作者机构：北京理工大学机械与车辆工程学院 西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室 Department of Chemical Engineering The University of Melbourne 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目（Nos.52293413，52076161） 

主　　题：微藻光生物反应器 直接空气碳捕集 碳酸酐酶 尼龙纤维膜 

摘      要：为了解决低浓度二氧化碳(CO2)环境下微藻光生物反应器内CO2传质效率差、溶解度低的问题，制备了碳酸酐酶(CA)附着的尼龙纤维膜，利用CA催化转化CO2为碳酸氢根的性质，提出了一种可以改善微藻溶液中CO2溶解度及转化率的新型光生物反应器，测试了该反应器放置CA附着尼龙纤维漂浮膜前后的微藻培养和固碳性能，并进一步探究了膜的开孔率及CA附着量对微藻固碳效率的影响。结果表明：所制备的CA附着的尼龙纤维膜对CO2转化速率提升了62.7%，通过耐久性测试，CA的活性在5个培养周期后仍保持良好，性能衰减仅为11.3%；与传统气石鼓气方式相比，提出的新型光生物反应器的微藻生物质产量提高了29.7%，固碳效率提升了65%；随着膜开孔率的增加和透光率的增加，单位CA负载量的固碳效率提高，开孔面积占比24.75%的对照组的单位CA固碳率相比不开孔提高了13%。该研究为进一步提高微藻直接空气捕集的固碳效率提供了一种新的方法。