随着工业技术的飞速发展和化石能源的大量使用,CO2排放量逐年增加,其引起的全球变暖是全球环境和经济领域最关注的话题之一.CO2捕集利用与封存技术(CCUS)是我国实现碳达峰、碳中和目标的关键技术,对我国减少CO2排放、构建生态文明具有重大意义.微藻具有生长速度快、对极端环境适应性强、生产成本低等优点,其介导的CCUS技术能吸收固定CO2并将其转化为高附加值产品.该过程中微藻种类对确定CO2固定效率和生物质产量起至关重要的作用.目前许多综述性研究都集中在利用微藻进行碳捕集、利用和储存方面,鲜见关于提高微藻碳捕集效率的最新策略相关综述.基于微藻固碳技术的发展现状,系统讨论了微藻的光合作用和固碳机理.回顾了微藻菌株固定CO2最新进展,重点关注用于燃煤烟气的微藻改良和改进.全面总结了提高微藻光合效率的最新趋势和策略.随机诱变、适应性实验室进化和基因工程等几种修饰和改良微藻菌株的策略可用于产生理想的藻种.其中,基因工程不仅可截断集光复合体(LHC)的天线尺寸来提高光合效率,还可提高Rubisco的速度和选择性.通过向微藻培养物中添加纳米材料(NMs)进行干预策略,可增强CO2在溶液中扩散/溶解,显著提高光系统Ⅱ(PSII)中的相对电子传输速率及微藻中活性氧(ROS)水平,从而改善对类胡萝卜素的一般光合作用.最后,明确了该技术面临的挑战和未来发展方向,提出应继续研发能耐受烟气的高效微藻固碳系统.

微藻;全球变暖;碳中和;光合作用;CO2减排;生物质生产

毛炜炜;张磊;尹庆蓉;李鹏程;胡毡;宋春风

天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;一汽丰田汽车有限公司,天津 300350

洁净煤技术

[1]毛炜炜;张磊;尹庆蓉;李鹏程;胡毡;宋春风-.微藻固碳光合作用强化策略及展望)[J].洁净煤技术,2022(09):30-43

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