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微藻在CO2转化-脂质富集-生物柴油生产中提升价值的策略综述
Journal of Cleaner Production ( IF 9.7 ) Pub Date : 2024-01-04 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.140538 Huan Liu , Tian-Ji Liu , Hua-Wei Guo , Ya-Jun Wang , Rui Ji , Le-Le Kang , Yi-Tong Wang , Xuan Guo , Jun-Guo Li , Li-Qun Jiang , Zhen Fang
Journal of Cleaner Production ( IF 9.7 ) Pub Date : 2024-01-04 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.140538 Huan Liu , Tian-Ji Liu , Hua-Wei Guo , Ya-Jun Wang , Rui Ji , Le-Le Kang , Yi-Tong Wang , Xuan Guo , Jun-Guo Li , Li-Qun Jiang , Zhen Fang
包括煤炭、石油和天然气在内的化石燃料仍然是全球能源供应的主要来源。不仅储存能力有限,而且使用对生态环境造成极大破坏,严重威胁人类生命安全。微藻生物柴油因其可生物降解和碳中性的绿色能源特性而受到广泛关注,用于减少或替代这些化石燃料的使用。由于微藻生长缓慢、脂质含量低、生物柴油产量低,人们开始研究提高微藻生长和脂质产量以及生物柴油催化转化的方法。本文综述了近年来从微藻培养到微藻制油再到微藻催化转化生物柴油全过程的研究进展。对微藻的高效生长和产油、微藻生物柴油的催化转化方法以及微藻生物柴油的应用前景进行了讨论和总结。具体而言,本文重点讨论了:(i)微藻培养和微藻生物柴油的发展现状; (ii) 不同胁迫条件下微藻高效生长和产油的培养方法; (iii) 不同类型的催化剂和催化方法对生物柴油收率的影响; (四)微藻生物柴油生产全过程的环境问题及经济价值; (v)微藻生物柴油领域目前的局限性和未来的研究方向。研究表明,调节光、温度、pH、营养物质等可以改善微藻的生长和产油,其中阴离子和阳离子的添加可以改变微藻的生理生化和代谢机制。目前,大量基因改造和代谢调控工程技术应用于微藻油脂生产。它们可以精确控制细胞中的靶向机制,以诱导脂质积累增加。两阶段培养模式可以同时增加生物量和脂质含量。均质、异质、生物酶和纳米催化剂的添加加速了转化效率,提高了生物柴油的产量。研究的几种磁性纳米催化剂的催化产率高达> 98%。超临界法和离子液体法因不使用催化剂减少环境污染而受到大家的青睐。原位酯交换取代了传统的两步酯交换方法,减少了能耗和繁琐的步骤。水热液化方法可以直接将湿藻类生物质转化为生物燃料,无需在高温高压和水存在下进行干燥。然而,针对目前微藻生物柴油生产中高成本的经济问题以及添加催化剂带来的环境问题,需要进一步研究高效、低成本的微藻培养方法和新型环保催化剂及催化方法,以提高微藻的产量生物柴油,尽快实现微藻生物柴油的商业化生产。
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更新日期:2024-01-04
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