科学家利用人工智能打破藻类作为可靠生物燃料来源的新世界纪录

藻类具有作为生物燃料来源的巨大潜力，科学家们长期以来一直在研究它作为可持续能源。他们甚至用藻类制造了3D打印的人造叶子 ，为我们对火星的研究提供氧气。

现在，德克萨斯 A&M AgriLife Research 的科学家们正在利用人工智能打破生产藻类作为可靠生物燃料来源的新世界纪录，从而为喷气式飞机和其他类型的交通工具提供更环保、更经济的燃料来源。该研究项目由 Joshua Yuan 博士进行，并由美国能源部化石能源办公室资助。

藻类突出的主要问题之一是由于相互遮荫和高昂的收获成本而限制了它们的生长。但这也即将被克服。

该团队正在使用机器学习来支持细胞生长并阻止相互着色。此外，设计了一种基于聚集的沉降方法，以实现低成本的生物质收获和经济的半连续藻类培养 (SAC)。

通过室外池塘系统，研究小组以每天每平方米 43.3 克的生物质产量打破了记录。美能源部的最新目标范围是每天每平方米 25 克。该系统将最低生物质销售价格降低到每吨 281 美元左右。

玉米作为乙醇的一般低成本生物质原料，每吨成本为260美元。但是，它需要磨碎，并且必须在发酵前将糊状物煮熟。另一方面，该技术在发酵前不需要任何昂贵的预处理。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com

尽管在藻类商业化方面存在一些障碍，但这种技术似乎具有成本效益，并有助于藻类作为一种可行的替代能源的发展。此外，可持续的藻类生物燃料将能够减少碳排放，缓解气候变化，缓解对石油的依赖，并通过克服这些障碍改变生物经济。

该研究发表在《自然通讯》上。

藻类生物燃料被认为是可再生能源的最终解决方案之一，但由于相互遮荫和高收获成本造成的生长限制，阻碍了其商业化。该研究通过推进机器学习来克服这些挑战，为半连续藻类培养 (SAC) 的设计提供信息，以维持最佳细胞生长并最大限度地减少相互遮蔽。然后设计基于聚集的沉降 (ABS) 策略以实现低成本的生物质收获和经济的 SAC。ABS 是通过设计一种快速生长的菌株 Synechococcus elongatus UTEX 2973 来生产柠檬烯，从而增加蓝藻细胞表面的疏水性并实现有效的细胞聚集和沉淀。SAC释放了蓝藻的生长潜力，在光生物反应器中，生物量生产率为0.1克/升/小时，柠檬烯生产率为0.2毫克/升/小时，持续时间长。通过室外池塘系统扩大 SAC 可实现 43.3 g/m2/天的生物质产量，使最低生物质销售价格降至每吨约 281 美元。