Anaerobic digestion of organic matter results from the metabolic activity of many groups of microorganisms. Interactions between microorganisms during acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis, source of inoculum, type of feedstock and operational conditions determine metabolic pathways in bioreactors and consequently the efficiency of fermentation processes. In innovative installations it is desirable to separate acidogenesis from acetogenesis and methanogenesis to favour respectively the production of biohydrogen or biomethane under controlled conditions.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaprezentowano wybrane sposoby pozyskiwania wodoru. Na obecnym poziomie wiedzy uważa się, że procesem, który w praktyce może być wykorzystany do likwidacji odpadów organicznych, jest fermentacja. W pracy przytoczono dane eksperymentalne, które wskazują, że możliwe jest uzyskanie nawet od 0,5 do 2,5 mola wodoru z organicznych substratów w przeliczeniu na mol glikozy. Wyższą wydajność produkcji (do około 4 mole H2/mol C6H12O6) uzyskuje się wówczas, gdy proces prowadzi się z udziałem czystych kultur drobnoustrojów oraz w zakresie temperatur termofilowych. W pracy przytoczono opinie wielu autorów, którzy podkreślają, że w rozwiązaniach technicznych, ze względu na łatwiejsze prowadzenie procesu korzystniejsze jest użycie mieszanej populacji drobnoustrojów niż czystych kultur. Specjaliści uważają, że do najważniejszych czynników warunkujących wysoką wydajność procesu należą: utrzymanie odpowiednio niskiego ciśnienia parcjalnego wodoru nad roztworem hodowlanym, niskiego stężenia tlenu oraz utrzymanie pH w zakresie od 5 do 6, a także odpowiednie dawkowanie żelaza.
EN
Nowadays, fossil fuels provide the most of world's energy demands. The great disadvantage of conventional fuels is that they all contain carbon what is the reason of carbon dioxide (CO2) emission and, what is more, of global warming. That is the reason why other alternative fuels are being investigated. One of the possible energy carrier is hydrogen. Hydrogen can be produced from a variety of sources, like oil, coal, natural gas, biomass, and water. This literature survey shows the main biological methods of hydrogen production. Biological hydrogen production can be classified into two groups: light driven processes and dark processes. All processes are controlled by enzymes such as hydrogenase or nitrogenase. One of the most promising hydrogen approaches is the conversion of organic wastes from sewage treatment plant. Biological dark fermentation is a promising hydrogen production method that can be also applied for organic wastes utilization purposes. Due to the fact that solar radiation is not a requirement, hydrogen production by dark fermentation does not demand much area and is not affected by the weather condition. Hence, the feasibility of the technology causes that commercial interest is growing. Experimental evidences, shown in that work, indicate that even 0.5 ÷ 2.5 mole of hydrogen can be produced from organic substrates such as glucose. Maximum hydrogen yields (to about 4 mol H2/mol C6H12O6) were achieved from organic material by pure cultures of microorganisms at thermophilic temperatures. However, pure cultures are less useful for industrial purposes because of an easier possibility of contamination. Dark fermentation can be control by following parameters: pH (between 5 and 6), temperature about 50°C. Other factor that influences on hydrogen production is Fe²+ concentration. Tests investigated by Ren and others showed that the iron adding every two days could improve the hydrogen yield. To obtain hydrogen production also conditions of low hydrogen partial pressure and low concentration of O2 should be assure.
Over the last few years, hydrogen energy has shifted from a little-studied field to the main one with which leading western countries associate the prospects of their national economies. The reasons are the unprecedented pace of development of hydrogen technologies. It turned out that they are able to provide significant reductions in greenhouse gas emissions, and thus bring closer the solution to the problem of global climate change. The first and foremost purpose of our investigation is to reveal that our country has ample opportunities to become the main supplier of hydrogen to the EU market, overtaking North Africa in the competition. Using the methods, authors studied the targets of the European funds towards development of energy production from biohydrogen, studied the potential for the implementation of hydrogen projects, possibilities of financing them and a potential ability of Ukraine to form internal and external markets for hydrogen energy. One of the main issues of Ukraine's possible participation in Europe's hydrogen energy program as a supplier and producer of renewable hydrogen is the possibility of its technically safe and cost-effective transportation to EU countries. As a conclusion to the authors’ research, the path of the hydrogen industry development in Ukraine will help to receive additional investments in the Ukrainian economy for creation of new capacities for "green" hydrogen production. In return, Europe will receive research and evolution of the bioenergy component of the economy, which will permit the safe transition of Europeans to an affordable, competitive, and stable energy system.
PL
W ostatnich latach energia pochodząca z wodoru z mało zbadanego obszaru stała się głównym tematem, w którym kraje zachodnie upatrują szansy dla swoich krajowych gospodarek. Wynika to z niesłychanego tempa rozwoju technologii wodorowych. Okazało się, że są one w stanie znacząco zredukować emisję gazów cieplarnianych i w ten sposób przybliżyć rozwiązanie problemu globalnej zmiany klimatu. Pierwszym i najważniejszym celem naszego badania jest wykazanie, że nasz kraj posiada duże możliwości, aby stać się głównym dostawcą wodoru na rynek europejski, wyprzedając w tym północną Afrykę. Przy zastosowaniu metod, autorzy dokonali przeglądu celów europejskich funduszy w kierunku rozwoju produkcji energii z biowodoru, możliwość wprowadzenia projektów wodorowych, możliwości finansowania potencjału Ukrainy do tworzenia wewnętrznych i zewnętrznych rynków energii wodorowej. Jednym z głównych kwestii możliwego udziału Ukrainy w europejskim programie energii wodorowej jako dostawcy i producenta odnawialnego wodoru jest możliwość jego bezpiecznego i opłacalnego transportu do krajów UE. Podsumowując, autorzy stwierdzili, że ścieżka rozwoju przemysłu wodorowego na Ukrainie pozwoli na uzyskanie dodatkowych inwestycji w gospodarce Ukrainy w celu stworzenia nowych możliwości produkcji zielonego wodoru. W zamian Europa otrzyma badania i rozwój nad wodorem, który jest elementem gospodarki. Co z kolei pozwoli na bezpieczne przejście Europejczyków na niedrogi, konkurencyjny i stały system energii.
Increased environmental problems as well as growing fuel and energy demand encourage the international community to effectively search for new energy technologies that would ensure an acceptable level of pollution and, simultaneously, would not limit economical growth. The key position in solving this problem is occupied by hydrogen energy, ie hydrogen production and use of fuel cells in industry, construction, transportation, housing and other sectors of the economy. So it is possible to say that hydrogen becomes a promising alternative energy carrier to fossil fuels, since it is clean, renewable, contains high energy content and does not contribute to greenhouse effect. Biological hydrogen production is one of the most challenging areas of technology development for sustainable generation of gaseous energy. The present study critically updates various biohydrogenation processes with special references to their advantages and disadvantages. Different approaches towards improvement of the bioprocesses are also outlined. The presented study reviews biohydrogen systems, molecular and genetic aspects of hydrogen production and technologies of biohydrogen production.
PL
Narastające problemy środowiskowe, a także wzrastające zapotrzebowanie na energię oraz jej nośniki w postaci paliw zmuszają do wzmożonych badań nad nowymi technologiami energetycznymi. Technologie takie z jednej strony powinny zapewnić akceptowalny poziom emisji zanieczyszczeń, z drugiej zaś nie ograniczać jednocześnie wzrostu ekonomicznego. Jednym z kluczowych sposobów rozwiązania problemów energetycznych wydaje się wykorzystanie wodoru jako nośnika energii. W powiązaniu z tym zagadnieniem rozważane są kwestie odnoszące się do produkcji wodoru oraz wykorzystania zawierających go ogniw paliwowych w przemyśle, budownictwie, transporcie, gospodarstwach domowych oraz wielu innych sektorach gospodarki. Wodór staje się obiecującym alternatywnym nośnikiem energii, zdolnym w przyszłości zastąpić paliwa kopalne z uwagi na swój wysoki potencjał energetyczny, odnawialność oraz „czystość” generowanej energii, której wykorzystanie nie powoduje efektu cieplarnianego. Produkcja wodoru za pomocą metod biologicznych jest jednym z obszarów rozwoju technologii, szczególnie ważnym w kontekście zrównoważonej produkcji energii. Prezentowane opracowanie zawiera przegląd ważniejszych metod i procesów biologicznych, umożliwiających produkcję wodoru, korzystających z różnych mechanizmów konwersji energii. W pracy przedstawiono różne podejścia mające na celu udoskonalenie wspomnianych biotechnologii, omówiono również molekularne i genetyczne aspekty produkcji wodoru.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.