Микробной Доходность по топливным элементам "Практическая" Водородная
Использование новых электрически с помощью анаэробных микробных топливных элементов (MFC), Пенсильванния Изд-во Моск. (PSU, Университет парка; <a target="_blank" href="http://www.psu.edu" rel="nofollow"> www.psu.edu </ A>) экологические инженеров и ученых в Ион державой Инк (Нью-Касл DE; <a target="_blank" href="http://www.ion-power.com" rel="nofollow"> www.ion-power.com </ A>) разработали процесс, который позволяет бактерии производить четыре раза больше водорода непосредственно из биомассы, чем могут быть получены путем ферментации в одиночку. "Данная технология демонстрирует, в первый раз, потенциал для захвата водорода на топливо из возобновляемых источников чистого транспорта," говорит Брюс Логан, профессор инженерной экологии и со-изобретатель технологии, которая была обозначена bioelectrochemicallyassisted микробных реактора ( BEAMR).
В более ранних исследованиях MFC, группа Логана и др., показали, что, когда бактерии в обычных микробных подается продуктов питания, таких, как глюкоза и ацетат, или даже органических соединений в сточных водах, электричество генерируется. Эти МАЗК могут быть использованы для получения водорода путем разбивки воды, но этот подход требует значительно больше энергии, чем то, что в настоящее время предоставляются MFC для того, чтобы быть коммерчески жизнеспособными. Альтернативы решений электроэнергии за счет использования бактерий для получения водорода с использованием бактерий, которые могут брожения глюкозы. Однако, есть "брожения барьер", потому что бактерии не могут производить больше, чем 4 молей водорода на моль глюкозы. Остальные водорода связаны в конце ферментации продуктов, таких как ацетат (2 моль / моль глюкозы) и бутират, что бактерии не хватает энергии, к метаболизму.
Логан группы обнаружили, что путем увеличения электрохимического потенциала (достигается благодаря бактерий) в полностью анаэробных MFC цепи с напряжением 250 мВ или более, они дали бактерий достаточно энергии, чтобы разрушить брожения побочных продуктов на аноде. Более 95% ацетат потребления, с одновременным восстановлением 90% от электронов водорода в совершенно oxygenfree ячейки ", сообщает Логан". Включая затраты энергии придавать импульс (1,2 моль H ^ 2 ^ к югу / моль глюкозы), процесс может BEAMR нетто 8-9 моль H ^ 2 югу ^ / моль глюкозы, которая гораздо ближе к 10-12 моль водорода, что Министерством энергетики США говорит, необходимо, чтобы производство из biohydrogen из кукурузы экономически целесообразно ", говорит он.
В лабораторных прототипов, бактерии потребляют биомассы и перенос электронов к аноду. Они также выпускают протонов, которые переходят в раствор. Электронов на аноде мигрировать через провод к катоду, где они электрохимически помощь в комбинации с протонами и производить водород. Напряжения (250 мВ или более) применяется в цепи при подключении положительного полюса программируемый блок питания к аноду и отрицательного полюса к катоду.
Логан отмечает, что процесс BEAMR не ограничивается carbohydratebased сырье биомассы, как обычные процессы брожения. "Мы теоретически может использовать любые биологически растворенного органического вещества, сельскохозяйственных или промышленных сточных вод, например, - и одновременно очистить сточные воды," говорит он. Кроме того, процесс использует 10% от напряжения, необходимого для электролиза, с сопоставимой дает водорода, который может быть благом для этой новой топлива. Однако другие исследователи утверждают, что MFC чистый энергетический выход из процесса BEAMR будет меньше, чем когда только электроэнергии производится из-за дополнительно повысить, необходимых для производства водорода.
