Wasserstoffbioreaktor



Ein Wasserstoffbioreaktor ist ein Bioreaktor , in dem die organische Produktion von Wasserstoffgas stattfin det. Die Produktion von Wasserstoffgas kann hier gefunden werden. So können Algen unter bestimmten Bedingungen Wasserstoff erzeugen. In den 1990er Jahren Jahren Sprecher dieses Verhalten der Algen bei Schwefelmangel. Die Algen, die Erzeugung von Sauerstoff sagen und das ist das Wasserstoffgas. Eine andere Möglichkeit arbeitet im Aufbau des Wasserstoffbioreaktors, dessen Basis Bakterien bilden. Hierbei Besteht , die möglichkeit, ein zu zweistufiges System – etablieren in welchem thermophilen Baktrien EulenCyanobakterien Verwendung finden.

Technologie of this is a Art insofern interessant, wenn so Dass der produzierte Biowasserstoff als Klima-neutrale Energieträger used waren Kanns. So könnte ein Algenzuchtbetrieb in der Größe von Texas Wasserstoff produzieren, um den weltweiten Energiebedarf zu decken. Die Wasserstoffproduktion aus einer Züchtung von 25.000 Quadratkilometern wurde von der US-Petentin durchgeführt. Dies ist less als ein Zehntel der Fläche der Soja – Produktion der USA (Stand- 2006). [1]

Geschichte

Im Jahr 1939 Entdecken die deutschstämmige Biochemiker Hans Gaffron bei Grünalge , die fähigkeit, zeitweise Wasserstoff zu Produzieren. [2] Bis dahin verwirrt werden, dass nur prokaryotische Organismen über diese Möglichkeit verfügen. Die Hintergründe dieses Prozesses konnten sicherstellen, dass seine ganze Nichte hier war.

Um 1990 beobachtete Anastasios Melis , ein Forscher der University of California in Berkeley, that bei der Schwefelmangel Alga Chlamydomonas reinhardtii Eine veränderung von Photosyntheseprozesses bewirkt, Welcher von der wiederum Gaffron beschriebenen Wasserstoffproduktion liegen zugrunde.

Um Energieerzeugung in der verwendung zu Bern, ist es allerdings nötig, die Wasserstoffproduktion Effiziente (beziehung weise ökonomische) zu Formen. Also je es 2006 Forschern der Universitäten Bielefeld und Queensland, die Alge Chlamydomonas reinhardtii genetisch dahingehend zu Verändern ! That sich Gegenüber DM Wildtyp eines bis zu Fünffach eines hydrogen Produzieren Kann.

Verfahren

Das Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik des Karlsruher Institut für Technologie nennt als möglichkeit für Durch Wasserstoffproduktion Mikroalge Art sterben Chlamydomonas reinhardtii . Hierzu Müssen sich in Einer der Algen Anaerobier Umgebung, ein in eine Welcher Schwefel Unterangebot herrscht, Befinden. [3]

Probleme bei der Planung eines Bioreaktors

  • Behinderung der Photosynthetik Wasserstoffbildung durch das Entstehen eines elektrochemischen Potentials
  • Durch kompetitive Hemmung wird die Bildung des Wasserstoffes durch Kohlendioxyd behindert.
  • Für eine effiziente Photosynthese wurde eine Bicarbonatverbindung benötigt.
  • Abspaltung von Elektronen
  • Der Wirkungsgrad ist sehr klein. Die normale Energieeffizienz (Umsetzung von Sonnenlicht in Wasserstoff) muss mindestens 7 bis 10 Prozent erreicht werden, um Ökonomisch zu werden. In ihrer natürlichen Form erreichen die Algen aber nur 0,1%.

Man seufzt, die Probleme mit der Hilfe der Biotechnik zu lösen.

Außerdem ist die Konstruktion des Bioreaktors unter dem Lichtbedarf einer zu lösenden Problemstellung. [3]

Untersuchung

2006: An der Universität Karlsruhe wurde Prototyp eines Bioreaktors gebaut, der 500-1000 Liter Algensubstrat fasste.

Literatur

Ingo Rechenberg : Photobiologische Wasserstoffproduktion in der Sahara . Werkstatt Bionik und Evolutionstechnik Band 2, Frommann-Holzboog, Stuttgart 1994, ISBN 3-7728-1643-6

Siehe auch

  • Biokraftstoff
  • Wasserstoffwirtschaft

Weblinks

  • Tasios Melis: Maximierung der Lichtnutzungseffizienz und Wasserstoffproduktion in Mikroalgenkulturen . In: DOE Wasserstoffprogramm. University of California, Berkeley, Jahresbericht 2007 (PDF-Datei; 330 kB), englisch, abgerufen am 8. April 2011.
  • Nachricht in ARCHE ONLINE
  • Wired-Mutant Algae ist Wasserstoff-Fabrik
  • FAO
  • Maximierung der Lichtnutzungseffizienz und Wasserstoffproduktion in Mikroalgenkulturen (PDF-Datei; 367 kB)
  • NREL Berichte
  • Wissenschaftliche Nachrichten Kostenanalyse (PDF-Datei; 678 kB)
  • ZYKLISCHE PHOTOBIOLOGISCHE ALGAL H2-PRODUKTION , Proceedings des DOE-Wasserstoff-Programm-Review 2001 (PDF-Datei; 146 kB), englisch, abgerufen am 8. April 2011.
  • US-Energieministerium, Washington : Artikelsammlung zum Stichwort H2-Produktion, englisch, abgeraufen am 8. April 2011.

Einzelstunden

  1. Hochspringen↑ newscientist.com: Wasserstoff für Autos von morgen (25. Februar 2006).
  2. Hochspringen↑ Peter H. Homann: Wasserstoff-Stoffwechsel oder Grünalgen: Entdeckung und frühe Forschung – eine Hommage an Hans Gaffron und seine Mitarbeiter. In: Govindjee, JT Beatty, H. Gest und JF Allen (Hrsgg.): Entdeckungen in der Photosynthese. In der Reihe: Fortschritte in Photosynthese und Atmung, Bd. 20. Springer-Verlag, S. 119 ff., ISBN 978-1-4020-3323-0 .
  3. ↑ Hochsprung nach:a b KIT: Wasserstoffproduktion mit Mikroalgen , abgeraufen am 15. September 2014.

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