Vodja projekta: dr. Filipa A. Andre Vicente

Mikroalge že dolgo veljajo za eno najbolj obetavnih naravnih rešitev za zajem CO₂ in njegovo pretvorbo v obnovljiva goriva ter dragocene kemikalije. Rastejo hitro, ne tekmujejo z obdelovalnimi površinami za pridelavo hrane in učinkovito pretvarjajo ogljikov dioksid v biomaso, bogato z beljakovinami in lipidi. Kljub velikemu potencialu pa biogoriva iz mikroalg še vedno niso ekonomsko konkurenčna. Glavne ovire predstavljajo visoki stroški gojenja, omejena učinkovitost izrabe CO₂ ter nastanek surovega biogoriva z visoko vsebnostjo dušika, ki zahteva energijsko intenzivno nadaljnjo predelavo.

Projekt HYDROTHERMALG se teh izzivov loteva s celovitim in krožnim pristopom k procesu. Raziskuje uporabo globokih evtektičnih topil (DES) za neposreden zajem CO₂ iz industrijskih tokov ter izboljšanje njegovega prenosa v kulture mikroalg. Namesto da CO₂ obravnavamo kot odpadek, ga proces pretvori v surovino. S preučevanjem različnih formulacij DES želi projekt bistveno izboljšati učinkovitost zajema ogljika in njegove biološke fiksacije.

Hkrati HYDROTHERMALG naslavlja eno ključnih tehničnih omejitev hidrotermalnega utekočinjanja (HTL) – visoko vsebnost dušika v nastalem surovem biogorivu. Ker so beljakovine glavni vir dušika v mikroalgah, jih pred proizvodnjo goriva selektivno ekstrahiramo. Z uporabo ekstrakcije in hidrolize na osnovi DES se beljakovinska frakcija pretvori v peptide in aminokisline, ki se nato katalitsko nadgradijo v dušikove platformne kemikalije za uporabo v materialih, krmi ali finih kemikalijah. Tak pristop ne le zmanjša potrebo po zahtevni nadaljnji obdelavi goriva, temveč ustvari tudi dodatne vrednostne tokove.

Preostala biomasa, bogata z lipidi, se z metodo HTL pretvori v surovo biogorivo, medtem ko se vodna faza, bogata s hranili in nastala med procesom, vrača nazaj v gojenje mikroalg. S prizadevanjem za popolno recikliranje tega toka se projekt približuje resnično zaprtemu krožnemu konceptu biorafinerije.

Z združevanjem zajema CO₂, selektivne frakcionacije biomase, katalitske nadgradnje in proizvodnje goriv v enotno strategijo HYDROTHERMALG prikazuje, kako je mogoče industrijske emisije pretvoriti v trajnostne energente in proizvode z visoko dodano vrednostjo. Projekt prispeva k razvoju ogljično učinkovitih biorafinerij ter podpira širši prehod v podnebno nevtralne energetske sisteme.

Projekt je razdeljen na štiri medsebojno povezane delovne sklope, ki zagotavljajo tesno sodelovanje obeh partnerjev:

WP1: Trajnostni zajem CO₂ in biofiksacija 

KI bo razvijal formulacije DES za zajem CO₂, ki jih bo CEA preizkušal v simuliranih industrijskih pogojih za oceno metod prenosa CO₂ v kulture mikroalg.

WP2: Ekstrakcija in pretvorba beljakovin

KI bo iz biomase mikroalg, ki jo zagotovi CEA, ekstrahiral in hidroliziral beljakovine ter hidrolizate s katalitskimi postopki pretvoril v dušikove ali druge visokovredne produkte.

WP3: Vrednotenje biomase in recikliranje vodne faze

KI bo vodil pretvorbo biomase v biogorivo z uporabo HTL, CEA pa se bo osredotočil na prilagoditev mikroalg za rast ob uporabi reciklirane vodne faze.

WP4: Vodenje projekta in diseminacija

Oba partnerja bosta skupaj upravljala projekt, spremljala napredek, obvladovala tveganja in zagotavljala učinkovito razširjanje rezultatov.

Projekt sofinancira ARIS v obsegu 941 letnih ur cenovnega razreda C za obdobje dveh let. Financiranje se začne 1. januarja 2026.

Na Kemijskem inštitutu projektno skupino sestavljajo:

52995   dr. Filipa A. Andre Vicente

29336   dr. Ilja Gasan Osojnik Črnivec

29418   dr. Maja Čič

Partnerji

Dr. Florian Delrue, CEA MicroAlgae Processes Platform (MAP) (Cadarache, France), https://orcid.org/0000-0002-9542-7394