Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ферментативное производство водорода - это ферментативное преобразование органических субстратов в H 2 . Полученный таким образом водород часто называют биоводородом . Превращение осуществляется бактериями и простейшими , которые используют ферменты . Ферментативное производство водорода - одно из нескольких анаэробных преобразований .

Темный против фотоферментации [ править ]

Реакции темного брожения не требуют световой энергии. Они способны постоянно производить водород из органических соединений в течение дня и ночи. Обычно эти реакции сопровождаются образованием диоксида углерода или формиата. Важные реакции, приводящие к образованию водорода, начинаются с глюкозы , которая превращается в уксусную кислоту : [1]

C 6 H 12 O 6 + 2 H 2 O → 2 CH 3 CO 2 H + 2 CO 2 + 4 H 2

Родственная реакция дает формиат вместо диоксида углерода :

C 6 H 12 O 6 + 2 H 2 O → 2 CH 3 CO 2 H + 2 HCO 2 H + 2 H 2

Эти реакции экзэргоничны на 216 и 209 ккал / моль соответственно.

Используя синтетическую биологию , бактерии можно генетически изменить, чтобы усилить эту реакцию. [2] [3]

Фотоферментация отличается от темной ферментации , потому что она протекает только при наличии света . Электрогидрогенез используется в микробных топливных элементах .

Штаммы бактерий [ править ]

Например, фотоферментация с использованием Rhodobacter sphaeroides SH2C может использоваться для превращения низкомолекулярных жирных кислот в водород. [4]

Enterobacter aerogenes - выдающийся производитель водорода. Это анаэробная факультативная и мезофильная бактерия, способная потреблять различные сахара, и в отличие от культивирования строгих анаэробов, для удаления всего кислорода из ферментера не требуется никаких специальных операций. E. aerogenes имеет короткое время удвоения, высокую продуктивность и скорость выделения водорода. Кроме того, производство водорода этой бактерией не подавляется при высоких парциальных давлениях водорода; однако его урожайность ниже по сравнению со строгими анаэробами, такими как Clostridia . Теоретический максимум 4 моль H 2 / моль глюкозы может быть произведен строго анаэробными бактериями. Факультативные анаэробные бактерии, такие как E. aerogenesимеют теоретический максимальный выход 2 моль H 2 / моль глюкозы. [5]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Thauer, РК (1998). «Биохимия метаногенеза: дань уважения Марджори Стивенсон» . Микробиология . 144 : 2377–2406. DOI : 10.1099 / 00221287-144-9-2377 . PMID  9782487 .
  2. ^ Синтетическая биология и водород
  3. ↑ Эдвардс, Крис (19 июня 2008 г.). «Синтетическая биология направлена ​​на решение энергетической головоломки» . Хранитель . Лондон.
  4. ^ Высокий выход водорода из двухэтапного процесса темновой и фотоферментации сахарозы.
  5. ^ Асади, Нушин; Зилуэй, Хамид (март 2017 г.). «Оптимизация предварительной обработки органосольв рисовой соломы для увеличения производства биогидрогена с использованием Enterobacter aerogenes» . Биоресурсные технологии . 227 : 335–344. DOI : 10.1016 / j.biortech.2016.12.073 . PMID 28042989 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • ПРОИЗВОДСТВО ВОДОРОДА ПРИ ПРЯМОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ
  • Изменения и ограничения в производстве ферментативного водорода