Βιο-φυσικοχημικές Διεργασίες Μικροφυκών
Η μελέτη βιο-φυσικοχημικών διεργασιών μικροφυκών αποτελεί έναν από τους βασικούς ερευνητικούς άξονες του εργαστηρίου, με έμφαση στη μελέτη, καλλιέργεια και αξιοποίηση μικροφυκών για περιβαλλοντικές, ενεργειακές και βιοτεχνολογικές εφαρμογές. Η έρευνα συνδυάζει φυσικοχημικές αναλύσεις, βιολογικές διεργασίες, τεχνολογίες αισθητήρων και υπολογιστικές προσεγγίσεις, με στόχο τη βελτιστοποίηση συνθηκών ανάπτυξης και τη διερεύνηση καινοτόμων εφαρμογών μικροφυκών σε συστήματα κυκλικής οικονομίας και βιώσιμης ανάπτυξης.
Κεντρικό ρόλο κατέχει η μελέτη της αλληλεπίδρασης μικροφυκών με περιβαλλοντικούς ρύπους και ειδικότερα με βαρέα μέταλλα, μέσω της διερεύνησης μηχανισμών βιοπροσρόφησης, βιοσυσσώρευσης και απομάκρυνσης ρύπων από υδάτινα συστήματα. Οι ερευνητικές δραστηριότητες περιλαμβάνουν εργαστηριακές και πιλοτικές μελέτες αξιοποίησης μικροφυκών για βιοαποκατάσταση μολυσμένων φυσικών/επιφανειακών υδάτων (λίμνες, ποτάμια) και επεξεργασία αποβλήτων.
Συμπληρωματικά, το εργαστήριο αναπτύσσει καινοτόμες προσεγγίσεις για τη βελτιστοποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών μέσω ελεγχόμενων βιοαντιδραστήρων και προηγμένων φυσικοχημικών διατάξεων. Σημαντικό μέρος της έρευνας αφορά την ανάπτυξη και αξιοποίηση διάταξης μικροφυσαλίδων για τη βελτίωση της μεταφοράς του απαραίτητου για τη φωτοσύνθεση CO₂, τη βελτιστοποίηση συνθηκών ανάπτυξης και την ενίσχυση της απόδοσης καλλιεργειών μικροφυκών.
Στο ίδιο πεδίο διεξάγεται έρευνα με στόχο την ανάπτυξη έξυπνων συστημάτων παρακολούθησης και βελτιστοποίησης καλλιεργειών μικροφυκών μέσω τεχνολογιών IoT, αισθητήρων και τεχνητής νοημοσύνης. Σε αυτό το πλαίσιο, αναπτύσσονται προσεγγίσεις συνεχούς παρακολούθησης φυσικοχημικών παραμέτρων και υπολογιστικά μοντέλα μηχανικής μάθησης για την πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της ανάπτυξης μικροφυκών υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Επιπρόσθετα, διερευνώνται εφαρμογές μικροφυκών στην παραγωγή ενέργειας και ειδικότερα στη βιοηλεκτροχημική παραγωγή ρεύματος, μέσω της μελέτης βιο-φυσικοχημικών διεργασιών και της αξιοποίησης μικροφυκών σε καινοτόμα ενεργειακά συστήματα. Η έρευνα επικεντρώνεται στη διερεύνηση μηχανισμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και στη δυνατότητα ενσωμάτωσης μικροφυκών σε βιώσιμες ενεργειακές και περιβαλλοντικές εφαρμογές.