印度理工學院古瓦哈提分校 (Indian Institute of Technology Guwahati) 研究人員開發出一種兩階段微藻培養方法，可同時提高二氧化碳捕集、微藻生物質產量、自收獲效率和生物能源生成水平。

該研究由印度理工學院古瓦哈提分校化學工程系教授考斯圖巴·莫漢蒂 (Kaustubha Mohanty) 與研究學者迪佩什·辛格·喬漢 (Deepesh Singh Chauhan) 牽頭完成。研究團隊表示，微藻能夠吸收二氧化碳，并生產可轉化為生物柴油等可再生燃料的生物質，但長期暴露在高濃度二氧化碳環境下，容易造成營養物質消耗，并影響光合作用。

在第一階段，研究人員將微藻培養體系置于15%的二氧化碳濃度下，以增加碳源供應并促進生長。不過，持續暴露于15%二氧化碳環境會導致培養體系酸化，進而減緩藻類生長。進入第二階段后，研究團隊將二氧化碳濃度降至5%，并加入鈣和磷，以穩定生長環境并改善生物質聚集效果。

研究顯示，這一調整恢復了培養體系的酸堿平衡，并維持了微藻光合作用活性。鈣元素的補充還促進了微藻細胞自絮凝，使生物質回收更加高效。

相關研究成果已發表于《可再生能源》(Renewable Energy) 期刊。實驗采用2升氣升式柱狀光生物反應器開展，以便對微藻生長過程進行細致監測。結果顯示，該方法使生物質產量提高25.7%，二氧化碳固定量增加35.4%，脂質生產率提高1.86倍，細胞內總生物能源效率提升37.65%，所得生物質的能量值也有所提高。

莫漢蒂表示，該研究有望支持更高效的工業二氧化碳捕集，工業煙氣可作為連續二氧化碳來源用于微藻培養。他同時指出，該方法針對微藻生物煉制中的關鍵商業化問題，即降低下游分離能耗。下游分離能耗是微藻生物煉制的重要成本構成之一，該技術較直接的應用路徑是面向富二氧化碳工業尾氣和一體化微藻生物煉制系統開展中試驗證。

研究團隊還報告了較強的自沉降性能。鈣的加入有助于微藻細胞形成緊密絮體，使生物質回收效率達到98.46%。由該微藻制得的生物柴油符合印度、美國和歐洲采用的生物柴油標準。

喬漢表示，研究結果顯示，在同一培養框架內結合二氧化碳捕集、微藻生物質生產、可再生生物能源生成和低能耗生物質回收具有應用潛力。研究認為，這種“營養輔助的兩階段二氧化碳調控策略”為微藻生物煉制提供了一條可行路徑，可在長期培養過程中提高碳固定效率，同時降低生物質收獲環節的能耗。