Gli scienziati della Texas A&M AgriLife Research stanno utilizzando l’intelligenza artificiale per stabilire un nuovo record mondiale per la produzione di alghe come fonte di biocarburante affidabile ed economica che può essere utilizzata come fonte di carburante alternativa per gli aerei e altre esigenze di trasporto.
Il dottor Joshua Yuan, ricercatore di AgriLife, professore e presidente di biologia sintetica e prodotti rinnovabili presso il dipartimento di patologia vegetale e microbiologia presso il Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences, guida il progetto di ricerca.
La commercializzazione del biocarburante di alghe è stata ostacolata dalla resa relativamente bassa e dall’alto costo della raccolta. La limitata penetrazione della luce e la scarsa dinamica delle colture hanno contribuito a basse rese. Secondo Yuan, la soluzione di questi problemi potrebbe rendere i biocarburanti algali praticabili per ridurre le emissioni di carbonio , mitigare i cambiamenti climatici , alleviare la dipendenza dal petrolio e trasformare la bioeconomia. Yuan è già riuscito a trovare metodi per trasformare il mais, le erbe e il mesquite in materiali leggeri e biodegradabili e bioplastiche .
Intelligenza artificiale.
Il loro ultimo progetto utilizza un modello di apprendimento avanzato dell’IA proprietario per prevedere la penetrazione, la crescita e la densità ottimali della luce delle alghe. Il modello di previsione consente la raccolta continua di alghe sintetiche utilizzando la coltura idroponica per mantenere una rapida crescita alla densità ottimale che consente la migliore disponibilità di luce.
Il metodo che Yuan e il suo team hanno ottenuto in un esperimento all’aperto è di 43,3 grammi per metro quadrato al giorno di produttività della biomassa, che sarebbe un record mondiale. L’ultimo obiettivo del DOE è di 25 grammi per metro quadrato al giorno. Le alghe possono essere utilizzate come fonte di energia alternativa per molti settori, compresi i biocarburanti e il carburante per aerei. “Le alghe sono una buona fonte di carburante alternativo per questo settore. È una materia prima alternativa per la raffineria di bioetanolo senza necessità di pretrattamento. È più economico del carbone o del gas naturale. Consente inoltre un modo più efficiente di catturare e utilizzare il carbonio.”Giosuè Yuan. Yuan ha detto che le alghe possono essere utilizzate anche come fonte di mangime per animali. AgriLife Research ha precedentemente studiato le alghe come fonte di proteine per il bestiame.
Le alghe come energia rinnovabile
Il biocarburante di alghe è considerato una delle soluzioni definitive per l’energia rinnovabile, ma la sua commercializzazione è ostacolata dai limiti di crescita causati dall’ombreggiatura reciproca e dagli elevati costi di raccolta. “Superiamo queste sfide facendo avanzare l’apprendimento automatico per informare la progettazione di una coltura di alghe fed-batch (SAC) per mantenere una crescita cellulare ottimale e ridurre al minimo l’ombra reciproca.” Giosuè Yuan
Yuan ha affermato che sta utilizzando una strategia di sedimentazione basata sull’aggregazione progettata per la raccolta di biomassa a basso costo e un SAC economico. “La sedimentazione basata sull’aggregazione si ottiene ingegnerizzando un ceppo di alghe blu-verdi a crescita rapida, Synechococcus elongatus UTEX2973 , per produrre limonene , che aumenta l’idrofobicità della superficie cellulare dei cianobatteri e consente un’efficiente aggregazione e sedimentazione dei cianobatteri nelle cellule.” Giosuè Yuan
Fare delle alghe un’energia competitiva
Espandendo il SAC con un sistema di stagni all’aperto si ottiene una resa di biomassa di 43,3 grammi per metro quadrato al giorno, abbassando il prezzo minimo di vendita della biomassa a circa $ 281 per tonnellata, secondo l’articolo in Magazine. In confronto, la materia prima standard a basso costo per la biomassa nell’etanolo è il mais, che attualmente costa circa $ 260 per tonnellata. Tuttavia, il processo Yuan non richiede costosi pretrattamenti prima della fermentazione. Il mais deve essere macinato e il mosto deve essere cotto prima della fermentazione. Questa tecnologia si sta rivelando conveniente e aiuta a spingere le alghe come una vera forma alternativa di energia.
Fonte: ecoinventos.com
