Биотехнологическое получение водорода: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м подстановка даты в шаблон:Нет источника
Строка 29: Строка 29:
=== Экономичность ===
=== Экономичность ===


Ферма водородопроизводящих водорослей площадью равной площади штата [[Техас]] производила бы достаточно водорода для покрытия потребностей всего мира.{{fact}} Около 25&nbsp;000 км² достаточно для возмещения потребления [[бензин]]а в [[США]]. Это в десять раз меньше чем используется в сельском хозяйстве США для выращивания сои.<ref>http://www.newscientist.com/channel/earth/energy-fuels/mg18925401.600-growing-hydrogen-for-the-cars-of-tomorrow.html</ref>
Ферма водородопроизводящих водорослей площадью равной площади штата [[Техас]] производила бы достаточно водорода для покрытия потребностей всего мира.{{Нет АИ|19|11|2011}} Около 25&nbsp;000 км² достаточно для возмещения потребления [[бензин]]а в [[США]]. Это в десять раз меньше чем используется в сельском хозяйстве США для выращивания сои.<ref>http://www.newscientist.com/channel/earth/energy-fuels/mg18925401.600-growing-hydrogen-for-the-cars-of-tomorrow.html</ref>


=== История ===
=== История ===

Версия от 20:42, 19 ноября 2011

Микробиологическое получение водорода

Шаблон:Sectstub Водородообразующие микроорганизмы широко распространены в природе. Например, растущая культура Rhodopseudomonas capsulata выделяет 200—300 мл водорода на 1 грамм сухой биомассы[1]. Микробиологическое образование водорода может идти из соединений углеводного характера (крахмал, целлюлоза).

Биофотолиз воды

Биофотолиз воды — 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.

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 — коэффициент преобразования солнечного света в водород — должна достичь 7—10 % (водоросли в естественных условиях достигают в лучшем случае 0,1 %).

Основные вехи

Шаблон:Sectstub 2006 год — 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 1,6—2,0 % энергетической эффективности.

2006 год — 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]

Исследования

2006 — В Университете Карлсруэ разрабатывается прототип биореактора, содержащего 500—1000 литров культуры водорослей. Этот реактор используется для доказательства реализуемости экономически эффективных систем такого рода в течение ближайших пяти лет.

Экономичность

Ферма водородопроизводящих водорослей площадью равной площади штата Техас производила бы достаточно водорода для покрытия потребностей всего мира.[источник не указан 4803 дня] 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]

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.

См. также

Примечания

  1. ↑ Кондратьева Е. Н., Гоготов И. Н. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. М.: Наука, 1981. 342 с.
  2. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage5197.html
  3. ↑ http://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/
  4. ↑ http://www.newscientist.com/channel/earth/energy-fuels/mg18925401.600-growing-hydrogen-for-the-cars-of-tomorrow.html
  5. ↑ http://www.wired.com/news/technology/0,1282,54456,00.html
  6. ↑ http://www.wired.com/wired/archive/10.04/mustread.html?pg=5

Литература

  • Варфоломеев С. Д., Зайцев С. В., Зацепин С. С. Проблемы преобразования солнечной энергии путем биофотолиза воды. — Итоги науки. М.: ВИНИТИ, 1978

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Биотехнологическое_получение_водорода&oldid=39365197