Биотехнологическое получение водорода
 |
В этой статье отсутствует вступление.
Пожалуйста, допишите вводную секцию, кратко раскрывающую тему статьи.
|
Содержание |
[править] Микробиологическое получение водорода
 |
Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.
|
Водородообразующие микроорганизмы широко распространены в природе. Например, растущая культура Rhodopseudomonas capsulata выделяет 200в300 мл водорода на 1 грамм сухой биомассы[1]. Микробиологическое образование водорода может идти из соединений углеводного характера (крахмал, целлюлоза).
[править] Биофотолиз воды
Биофотолиз воды в разложение воды на водород и кислород с участием микробиологических систем. Производство водорода происходит в биореакторе, содержащем водоросли. Водоросли производят водород при определенных условиях. В конце 90-х годов XX века было показано, что в условиях недостатка серы биохимический процесс производства кислорода, то есть нормальный фотосинтез, переключается на производство водорода.
[править] Особенности конструкции биореактора
- Ограничения фотосинтетического производства водорода путем аккумулирования протонного градиента.
- Конкурентное ингибирование фотосинтеза водорода со стороны углекислого газа.
- Эффективность фотосинтеза возрастает, если бикарбоната связан с фотосистемой II (PSII)
- Экономическая реализуемость. Энергетическая эффективность в коэффициент преобразования солнечного света в водород в должна достичь 7в10 % (водоросли в естественных условиях достигают в лучшем случае 0,1 %).
[править] Основные вехи
|
|
Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.
|
2006 год в исследователи из Университета Билефельда и Университета Квинсленда генетически модифицировали одноклеточную водоросль Chlamydomonas reinhardtii таким образом, что она стала производить существенно большие количества водорода[2]. Получившаяся водоросль-мутант Stm6 может, в течение долгого времени производить в пять раз больше водорода, чем его предок, и давать 1,6в2,0 % энергетической эффективности.
2006 год в неопубликованная работа из Калифорнийского университета в Беркли (программа реализуется организацией MRIGlobal (англ.), по контракту с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (англ. обещает разработку технологии с 10 процентной энергетической эффективностью. Утверждается, что путем укорочения стека хлорофилла Tasios Melis возможно преодолеть 10 процентный барьер[3].
[править] Исследования
2006 в В Университете Карлсруэ разрабатывается прототип биореактора, содержащего 500в1000 литров культуры водорослей. Этот реактор используется для доказательства реализуемости экономически эффективных систем такого рода в течение ближайших пяти лет.
[править] Экономичность
Ферма водородопроизводящих водорослей площадью равной площади штата Техас производила бы достаточно водорода для покрытия потребностей всего мира. Около 25 000 км² достаточно для возмещения потребления бензина в США. Это в десять раз меньше чем используется в сельском хозяйстве США для выращивания сои[4].
[править] История
В 1939 году немецкий исследователь Ханс Гаффрон (англ.), работая в Чикагском университете, обнаружил, что изучаемая им водоросль Chlamydomonas reinhardtii иногда переключается с производства кислорода на производство водорода[5]. Гаффрон не смог обнаружить причину этого переключения. В течение многих лет причину переключения не удавалось обнаружить и другим ученым. В конце 1990-х годов профессор Анастасис Мелис (англ.), работая исследователем в Беркли, обнаружил, что в условиях недостатка серы биохимический процесс производства кислорода, то есть нормальный фотосинтез, переключается на производство водорода. Он обнаружил ответственный за это поведение фермент гидрогеназу, теряющий эти функции в присутствии кислорода. Мелис обнаружил, что серное голодание прерывает внутреннюю циркуляцию кислорода, меняя окружение гидрогеназы таким образом, что она становится способна синтезировать водород[6]. Другой тип водорослей Chlamydomonas moeweesi (англ.) также перспективен для производства водорода.
[править] См. также
- en:Algaculture в Водорослеводство
- Водоросли
- Водородная энергетика
- Хронология водородных технологий
[править] Примечания
- в‘ Кондратьева Е. Н., Гоготов И. Н. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. М.: Наука, 1981. 342 с.
- в‘ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage5197.html
- в‘ http://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/
- в‘ http://www.newscientist.com/channel/earth/energy-fuels/mg18925401.600-growing-hydrogen-for-the-cars-of-tomorrow.html
- в‘ http://www.wired.com/news/technology/0,1282,54456,00.html
- в‘ Wired 10.04: Must Read
[править] Литература
- Варфоломеев С. Д., Зайцев С. В., Зацепин С. С. Проблемы преобразования солнечной энергии путем биофотолиза воды. в Итоги науки. М.: ВИНИТИ, 1978
