Solar-to-fuel conversion in algae and cyanobacteria

​این جلد بر تبدیل خورشید به سوخت با استفاده از جلبک‌ها و سیانوباکتری‌ها برای سوخت‌های زیستی نسل پیشرفته متمرکز شده است. تولید سوخت های زیستی نیاز به تکیه بر منابع ارزان و تجدیدپذیر دارد تا در بلندمدت از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و از نظر زیست محیطی پایدار باشد. انرژی خورشیدی یک منبع فراوان و تجدیدپذیر است و استراتژی‌های تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت این پتانسیل را دارد که نیازهای انرژی ما را در درازمدت حفظ کند و دی اکسید کربن خنثی باشد. سوخت های زیستی نسل اول آنهایی هستند که در حال حاضر در بازار هستند، مانند اتانول زیستی از نیشکر و نشاسته ذرت، بیودیزل از محصولات دانه های روغنی. با این حال، توسعه یک سوخت زیستی واحد، به همان اندازه که کارآمد باشد، ناکافی خواهد بود و نمی‌تواند تقاضای جهانی برای انرژی را تامین کند.

نسل بعدی سوخت‌های زیستی پیشرفته، مواد اولیه و فناوری‌های جایگزین را بررسی می‌کند و انرژی خورشیدی جدید را پیدا می‌کند. راه حل های سوخت رسانی جلبک ها و سیانوباکتری ها می توانند نور خورشید را از طریق فرآیند فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل کنند. آنها یک جایگزین با توجه به محصولات کشاورزی برای تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت هستند که با غذا برای زمین های قابل کشت رقابت نمی کند. این SpringerBrief تنها بر تبدیل خورشید به سوخت برای تولید سوخت‌های زیستی پیشرفته تمرکز می‌کند و به اهمیت تکیه بر خورشید برای پایداری درازمدت اشاره می‌کند. این تنها نشریه فعلی است که در مورد مشکل ناکارآمدی استفاده از نور در طول کشت انبوه جلبک‌های کوچک بحث می‌کند. این بررسی همچنین به پتانسیل سیانوباکتری ها برای تولید پلتفرم های فتوسنتز مستقیم به سوخت می پردازد و هم احتمالات و هم محدودیت های پیشرفت های آینده را مورد بحث قرار می دهد.

​This volume is focused on solar-to-fuel conversion using algae and cyanobacteria for advanced generation biofuels. Production of biofuels needs to rely on cheap and renewable resources, in order to be economically viable and environmentally sustainable in the long term. Solar energy is an abundant and renewable resource, and strategies for solar-to-fuel conversion have the potential to sustain our energy demands in the long term and to be carbon-dioxide neutral. First generation biofuels are those already on the market, such as bio-ethanol from sugarcane and corn starch, biodiesel from oil seed crops. However, development of a single biofuel, as efficient as it may be, would be insufficient and could not sustain the global demand for energy.

The next generation of advanced biofuels explores alternative feedstocks and technologies, finding novel solar-to-fuel solutions. Algae and cyanobacteria can convert sunlight into chemical energy through the process of photosynthesis. They represent an alternative with respect to crops for solar-to-fuel conversion that does not compete with food for arable land. This SpringerBrief focuses only on solar-to-fuel conversion for production of advanced biofuels, pointing to the importance of relying on the sun for our sustainability in the long term. It is the only current publication to discuss the problem of light-utilization inefficiency during mass cultivation of micro-algae. This review also addresses the potential of cyanobacteria for the generation of direct photosynthesis-to-fuel platforms and discusses both possibilities and constraints for future developments.