撰文 | 代江玥

編輯 | 郭郭

→這是《環球零碳》的第270篇原創

為了給建筑提供清潔的可再生能源，研究人員把目光投向了地球上最古老的生物之一——藻類。

墨西哥初創公司 Greenfluidics設計出了一種納米技術增強型微藻生物建筑板，這種藻類建筑板既能產生能量，又可以吸收二氧化碳，并能將抽出生物質用作燃料或肥料。這項技術將為綠色建筑發展帶來新的助力。

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微藻生物建筑板的工作原理

微藻生物建筑板使用一種基于微藻和碳納米顆粒的化合物，在產生氧氣和能量的同時，吸收過程中光合作用產生的二氧化碳。

一平方米的微藻生物建筑板具有三角形幾何形狀和半透明綠色，可以放置在窗戶上，使用壽命為 10 至 12 年，每小時可產生高達 160 瓦的功率。此外，每個生物板每年最多可以減少一噸二氧化碳，并產生相同數量的氧氣。不過，這取決于例如微藻的放置位置等各種變量。

生物面板產生兩個過程：第一個是由微藻進行的，微藻的功能類似于光合作用的植物，也就是說，它們從環境中捕獲二氧化碳并產生氧氣，起到生物過濾器的作用。第二個是由碳納米粒子進行的，它吸收太陽輻射并有效地傳輸熱量，從而形成納米流體。

Greenfluidics公司的創新主要在于熱捕獲和轉換。在接受墨西哥商業新聞采訪時，Greenfluidics 首席執行官 Miguel Mayorga 描述了其公司的系統如何使用納米流體——有效地將可回收的碳納米顆粒添加到水中，從而提高其導熱性。這是通過面板的一側運行，提高其熱量捕獲，而藻類生長在另一側。

在這種情況下，熱量通過熱電發電機直接轉化為電能，并輸送到建筑物中，使這些藻類面板更類似于傳統的太陽能電池板。吸收二氧化碳后，這些面板將產生電力、清潔氧氣和可加工成燃料、肥料或一系列其他有用物質的泥狀生物質。

GREENfluidics 公司的創始人兼生物技術專家 Adán Ramírez 表示：“通過這種方式，能量被轉化，產生氧氣并吸收二氧化碳：我們所做的是將自然與技術相結合，以產生比傳統太陽能電池板更多的好處。”

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微藻生物建筑板的特點

微藻生物建筑板基于微藻和納米技術的使用，在清潔空氣的同時產生能量，提供了一種前衛的設計，可以利用建筑物的外墻和調節溫度，為建筑節省更多能源。其具有以下特點：

1/

節能

每個生物板每年可產生高達328kWh/m2的電量，此外，由于它可以為建筑物提供熱舒適性，每年最多可以節省多達90 kWh/m2能量。

2/

環保

通過減少200kg CO2 /年來改善空氣質量，通過監測環境數據促進循環經濟。

3/

加速智慧城市

微藻生物建筑板的自動化和傳感器將為建筑提供附加值。

圖說：微藻生物建筑板可以調節溫度，減少夏季的制冷費用

來源：Greenfluidics

微藻生物建筑板的特點可以使其應用于綠色建筑中的窗戶、建筑物或溫室的天窗、具有健康益處的裝飾墻和污染行業的二氧化碳捕集等領域。

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藻類綠色建筑的實踐

近年來，在（藻類）綠色建筑領域也誕生了許多優秀的案例和示范工程。例如在2013年，Splitterwerk Architects 和工程公司 Arup聯手打造了一座名為 BIQ 的全尺寸示范建筑，其中包含不少于 200 平方米（2,150 平方英尺）的藻類生物皮膚面板。

圖說：BIQ住宅樓外觀

來源：ARUP

這些面板被夾在其中的生物質染成綠色，有多種用途。它們從本是排放源的地方捕獲二氧化碳流，然后將其通過浸有選定藻類菌株的水中起泡，藻類吸收二氧化碳和陽光，并進行光合作用，增加質量并產生新鮮的氧氣?？捎玫年柟庠蕉?，藻類生長得越快，每磅藻類捕獲約兩磅二氧化碳。

這些面板還將熱量收集在水中，這在BIQ中有兩個用途。首先，面板安裝在室外，它為建筑物遮蔽，減少了夏季空調能源的使用。其次，這些熱量可以被收集，就像生物質本身一樣。BIQ產生的生物質會定期過濾成糊狀紙漿，然后帶走并加工成生物燃料。

例如，它們可以在外部的沼氣廠發酵，從而用于沼氣的生產。藻類特別適合這一過程，因為與土壤生長的植物相比，它們每公頃產出的生物質是其他植物的5倍，并含有大量可以用來產生能量的油脂。將生物燃料帶回建筑物，并送入運行建筑物熱水系統的燃燒器供熱。在生物質燃料和從面板中的水中捕獲的熱量之間，BIQ能夠可持續地滿足其大約三分之一的水加熱能源需求。

另外，藻類還可用于化妝品和食品工業的研究。根據季節性需求，藻類還可以通過不同的方式生產使用。例如，在冬季可轉化為熱能，而在夏季生長率最高的時候，可在食品工業中使用生物質。

然而，人們仍然對此類產品的最終可行性持保留意見。

2016年發布的BIQ概念的可行性審查報告中，整理了來自澳大利亞工程師、建筑師、城市規劃師等其他潛在利益相關者的反饋，并回應和擴展了人們的一些關切。例如，面板需要多久清理一次？在大規模市場實施中，藻類面板的綠色溢價是多少？與無老式太陽能電池板、窗戶著色和隔熱材料相比，能源發電和建筑制冷的效果如何？由此可見，藻類建筑板在實際運行的過程中可能仍存在一些尚待解決的問題。

隨著技術的進步，未來藻類能夠為助力建筑脫碳發揮更大的作用。

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參考資料：

[1]https://www.bbc.com/news/science-environment-61996520

[2]https://www.nrel.gov/news/program/2021/nrel-options-a-modular-cost-effective-build-anywhere-particle-thermal-energy-storage-technology.html

[3]https://accesspath.com/tech/energy/5763354/

[4]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1737499128101889650

[5]https://polarnightenergy.fi/technology

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