印度理工学院古瓦哈提分校 (Indian Institute of Technology Guwahati) 研究人员开发出一种两阶段微藻培养方法，可同时提高二氧化碳捕集、微藻生物质产量、自收获效率和生物能源生成水平。
该研究由印度理工学院古瓦哈提分校化学工程系教授考斯图巴·莫汉蒂 (Kaustubha Mohanty) 与研究学者迪佩什·辛格·乔汉 (Deepesh Singh Chauhan) 牵头完成。研究团队表示，微藻能够吸收二氧化碳，并生产可转化为生物柴油等可再生燃料的生物质，但长期暴露在高浓度二氧化碳环境下，容易造成营养物质消耗，并影响光合作用。
在第一阶段，研究人员将微藻培养体系置于15%的二氧化碳浓度下，以增加碳源供应并促进生长。不过，持续暴露于15%二氧化碳环境会导致培养体系酸化，进而减缓藻类生长。进入第二阶段后，研究团队将二氧化碳浓度降至5%，并加入钙和磷，以稳定生长环境并改善生物质聚集效果。
研究显示，这一调整恢复了培养体系的酸碱平衡，并维持了微藻光合作用活性。钙元素的补充还促进了微藻细胞自絮凝，使生物质回收更加高效。
相关研究成果已发表于《可再生能源》(Renewable Energy) 期刊。实验采用2升气升式柱状光生物反应器开展，以便对微藻生长过程进行细致监测。结果显示，该方法使生物质产量提高25.7%，二氧化碳固定量增加35.4%，脂质生产率提高1.86倍，细胞内总生物能源效率提升37.65%，所得生物质的能量值也有所提高。
莫汉蒂表示，该研究有望支持更高效的工业二氧化碳捕集，工业烟气可作为连续二氧化碳来源用于微藻培养。他同时指出，该方法针对微藻生物炼制中的关键商业化问题，即降低下游分离能耗。下游分离能耗是微藻生物炼制的重要成本构成之一，该技术较直接的应用路径是面向富二氧化碳工业尾气和一体化微藻生物炼制系统开展中试验证。
研究团队还报告了较强的自沉降性能。钙的加入有助于微藻细胞形成紧密絮体，使生物质回收效率达到98.46%。由该微藻制得的生物柴油符合印度、美国和欧洲采用的生物柴油标准。
乔汉表示，研究结果显示，在同一培养框架内结合二氧化碳捕集、微藻生物质生产、可再生生物能源生成和低能耗生物质回收具有应用潜力。研究认为，这种“营养辅助的两阶段二氧化碳调控策略”为微藻生物炼制提供了一条可行路径，可在长期培养过程中提高碳固定效率，同时降低生物质收获环节的能耗。
