研究方向一、生物反应器设计提升温室气体传质与减排技术

设计新型低成本光生物反应器，并实时监测其实际温室气体减排性能；研究将侧重于CO2、N2O等温室气体减排机理— 对光生物反应器内温室气体高效的营养混合、传质、形态变化、及微藻细胞光化学效率监测；利用计算机流体动力学建模分析并将这些想法应用到工业生产中，此项研究对于微藻产业化实现更高的生物量产量和减少温室气体排放具有重要的现实意义。

图1 系列改进光生物反应器以获得更高温室气体减排性能(左图)、光生物反应器性能的CFD模拟(右)

研究方向二、农业及化工废水碳中和与氮素等营养回收技术

探究利用不同形式碳的微藻及藻菌混合系生长的影响机制，建立微藻利用废水混合碳的生长模型；阐明微藻的生长、细菌群落结构变化和碳、氮转化规律及三者互作机制；将水体中的各类硝酸盐和氨氮等含氮污染物进行物理分离或化学态转变，并通过生物合成途径将其转化为蛋白质等高价值产品。

图2 处理高浓度高碳高氮废水的微藻筛选及碳、氮代谢研究

研究方向三、高效光合固碳与高价值碳产品的海洋藻类转化技术

聚焦在三角褐指藻、微拟球藻等经济藻类的高效碳固定及二十碳五烯酸 (EPA) 、岩藻黄素等高价值碳产品生物合成的代谢组学和转录组学的研究；深入挖掘经济藻类光合固碳机制和高价值碳产品生物合成机制中起关键作用的代谢途径、酶及代谢产物，阐明经济藻类的碳固定和碳分配机制。

图3 海洋藻类碳分配机制简图