[发明专利]用于获得生物燃料的能量光转换器

说明书

技术领域

本发明涉及能量光转换器的设计，所述能量光转换器以连续和封闭的方式起作用，用于通过浮游植物的大规模培养来生产生物燃料以及其它令人感兴趣的产物。

本发明包括在通过浮游植物生物体的作用开发再生能源的技术领域之中，所述浮游植物生物体通常属于下列分类的家族(family)：绿藻纲、硅藻纲、甲藻纲、隐藻纲、金藻纲(Chrysophyceae)、定鞭藻纲、真绿藻纲、针胞藻纲(Raphidophyceae)...，通常该分类的家族包括有色植物(chromophyte)门的种，它们全部特征都在于是有鞭毛或没有鞭毛的单细胞生物体，并且具有全浮游(终生浮游)生活期，或者它的至少一个生活期是浮游的(阶段浮游的)。

特别是通过使用能量转换器，获得了诸如生物燃料的产物、诸如石脑油、煤油、热能、电能...的副产物。

背景技术

迄今，生物燃料是从高级植物培养物获得的，通常是从显花植物或有花植物(向日葵、棕榈树、欧洲棕榈树...)的组中获得的，并且通常是从地表的显花植物或有花植物(陆生植物)的组中获得的。

为了遵守京都协议规定的关于减少CO₂/SO₂排放和导致所谓温室效应的其它气体的排放的宗旨，经济区域的责任是迫使各个国家寻找替代和再生的燃料以防止可能的处罚税。

尽管在一些地区太阳能和风能的生产日益增加，但是这些技术是非常昂贵的，并且并不是在所有的气候区都是可行的。在这样的条件下，生物燃料具有作为化石燃料的替代者的重要作用，特别是在运输用途和供热用途方面。

来自诸如棕榈树和菜籽油的植物的生物燃料的生产成本始终是被关注的原因。考虑到每公顷的低油生产指数(low oil production indexes)，为了达到商业生产的目的，需要大量的资源。陆地和水是两种有限的资源，并且优选利用它们生产食品，而且生产食品对农民更有利可图。而且，大量的施肥是陆地和水污染的首位形式。大量的单一农作物耕作也是生物多样性的主要危害之一。

假如约50％的干质单细胞生物通常是生物燃料，那么浮游植物是上述缺点的一种可行解决方案。另外，与使用其次最经济的产物棕榈油相比，由浮游植物生产的生物燃料的每公顷年产量高40倍。缺点是浮游植物油的生产需要使用相当浅的水区来覆盖大面积的陆地，以及引入大量的CO₂，即一种用于浮游植物生产油的必需成分。自然生产系统如浮游植物池具有较低的成本，但是收割过程是非常耗费人力，因此是昂贵的。另一方面，在开放系统中进行浮游植物培养，使其易受污染，容易受培养物的问题的困扰，从而可能导致总的产量损失。在上述这种意义上，在本发明中所述的光转换器的优点在于系统保持封闭，并且处于培养物不受细菌、真菌...的污染这样的条件，因为在于除了封闭之外，还借助于结合杀真菌剂和抗生素的养分使培养物生长茂盛(enrich)。

在通过光合作用微生物生产生物燃料的光转换器的设计领域中，可以明显地区分两种类型的光转换器：开放式光转换器，其中允许在培养物和其周围的空气之间的物质的直接交换；以及封闭式光转换器，其中通过布置允许电磁辐射通过，而不允许物质交换的透明物理介质，来消除这种交换。开放式光转换器对培养条件和可能的污染的低控制产生了许多问题，因此由于这些缺点，它们是有局限性的。然而，封闭式光转换器依靠对培养条件和可能的污染的较大程度的控制有效率地减少这些问题，并且可以达到比向日葵的生产速率高400倍的生产速率。

迄今，还没有描述与本发明的目的光转换器类似的系统，本发明的光转换器结合了下列优点：其是具有大体积和大直径的封闭系统；其连续工作；其允许获得大量的生物燃料或副产物如石脑油、甘油、硅衍生化合物如铁硅酸盐；假如将所有可能的残留物如二氧化碳在该系统中再循环，以被用作浮游植物的养分，其可以进一步得到无污染的热能和电能，或将用作培养基的一部分的水再循环使得它可以再利用，...。因此，本发明描述了一种新的系统(光转换器)，该系统包括允许大量的多用途并且对环境非常友好的所有这些特性。