Producția de Hidrogen Gazos

5.1. Introducere

Hidrogenul gazos este văzut ca un purtător al energiei în viitor prin meritul că este regenerabil, nu împrăştie CO2 prin ardere, eliberează cantităţi mari de energie prin ardere, se transformă cu uşurinţă în electricitate. Producţia de hidrogen biologic are câteva avantaje faţă de producţia de hidrogen

Prin procese fotoelectrochimice sau termochimice. Producţia de hidrogen biologic prin fotosinteza microorganismelor, de exemplu, necesită folosirea unui reactor solar simplu ca o cutie transparentă şi închisă fără a necesita consumuri mari de energie. Producţia electrochimicǎ de hidrogen prin bateri solare pe bază de apă necesită utilizarea bateriilor solare de înaltă energie.

Eficienţă mică a conversiei sistemelor biologice poate fi compensatǎ de cerinţele mici de energie şi costul redus al investiţiei. Mai mult decât atât în experimentele de laborator o conversie a luminii de numai 7% a fost obţinută folosind un proces fotoheterotrofic. Caracteristicile de bază ale producţiei de hidrogen biologic şi a experimentelor menite să îmbunătăţească practibilitatea producţiei de hidrogen biologic cu deosebire în folosirea microorganismelor fotosintetice sunt descrise în acest capitol. Deşi nu sunt scrise în acest capitol au fost fǎcute progrese în cercetarea fermenţilor anaerobici.

5.2. Biofotoliza apei de microalge şi cyanobacteria

5.2.1. Producţia de hidrogen pe bază de hidrogenază.

5.2.2. Producţia de hidrogen pe bază de nitrogenază.

Microalgele sunt plante microscopice primitive ce trăiesc în medii apoase.

Cyanobacteria cunoscută ca şi algă albastră este recunoscută ca şi bacterie din caracteristicile anatomice ale celulei care sunt procariote.

Microalgele şi Cyanobacteria împreună cu plante mai evoluate sunt capabile de fotosinteză după reacţia:

CO2 + H2O → 6 [CH2O] + O2

compuşi organici

Fotosinteza constă în 2 procese: conversia luminii în energie printr-o reacţie fotochimică şi reducerea CO2 în compuşi organici ca fosfaţii de zaharoză, prin folosirea acestei energii biochimice prin enzime de ciclul Calvin. In anumite condiţii totuşi în locul reducerii CO2 un mic grup de microalge şi cyanobacterii consumă energia biochimică pentru a produce hidrogen molecular. (fig. 5-2;5-3) Enzimele hidrogenază şi nitrogenază sunt ambele capabile să producă hidrogen.

5.2.1. Producţia de hidrogen pe bază de hidrogenază

Gaffron şi Rubin au observat cǎ alga verde Scenedesmus produce hidrogen molecular în condiţii de lumină după ce a fost ţinută în condiţii anaerobice şi de întuneric.

Figura 5.1 Componentele sistemului de producere a hidrogenului

O concentraţie de zahăr de 25-30% a fost obţinută neţinând cont de concentraţia iniţială a soluţiei zaharisite . Tabelul 3-8 arată rezultatele operaţiei membranei RO folosind filtre derivate din membrana UF tratatǎ cu concentraţie mică de soluţie zaharisită.

Producţia de hidrogen teoretic.