Warunki prowadzenia hodowli oraz produkcji wodoru przez glony Platymonas subcordiformis

Magda Dudek , Marcin D ębowski, Anna Grala, Marcin Zieli ński, Katarzyna Elbruda

Cz ęstochowa, 18.11.2015r.

Projekt Technologia uprawy mikroglonów w bioreaktorach zamkni ętych z recyklingiem CO 2 i innych odpadów z biogazowni, współfinansowany ze środków Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Wprowadzenie

Negatywny wpływ gospodarki na środowisko determinuje konieczno ść wykorzystywania niskoemisyjnych technologii produkcyjnych, w tym równie ż wdro żenia czystych i efektywnych rozwi ąza ń pozyskiwania energii.

Jednym z no śników energii, spełniaj ącym kryteria paliwa przyjaznego środowisku jest wodór.

W chwili obecnej gaz ten jest wykorzystywany w w ąskim i marginalnym zakresie, przede wszystkim w przemy śle rafineryjnym, technologiach kosmicznych i ogniwach paliwowych.

Głównym ograniczeniem stosowania wodoru na szerok ą skal ę jest brak racjonalnych, technologicznie oraz ekonomicznie uzasadnionych metod jego produkcji i magazynowania Fotobioreaktory

źrodło: www.erthsky.com

https://pl.wikipedia.org/wiki/Biosekwestracja

Autor: Magda Dudek

źrodło: www.makebiofuel.co.uk

http://ebooki.salonprasowy.pl/MRR%202_2011%20eBook/files/assets/seo/page21.html

http://nauka.trojmiasto.pl Platymonas subcordiformis

Platymonas Subcordiformis

Classification: Empire: Eukaryota Kingdom: Plantae Phylum: Class: Order: Family: Genus: Platymonas

Fot. Magda Dudek

Fot. Magda Dudek Fot. Magda Dudek Biologiczna produkcja wodoru

Faza jasna Faza ciemna H2

CO 2

2e 2e – – HYDROGENAZA PS I PS I I Fd Fd

S 2 2 H 2O O2 2 H +

Rys. 1. Schemat procesu bezpo średniej biofotolizy wody Układ technologiczny

Wytwarzanie biowodoru:

• Hodowla komórkowa • Separacja biomasy • Umieszczenie hodowli w środowisku ubogim w siark ę • Inkubacja glonów w warunkach beztlenowych – faza ciemna • Faza jasna - produkcja wodoru

Namna żanie Zag ęszczenie biomasy biomasy Faza ciemna Faza jasna – produkcja H 2

Rys 2. Schemat układu technologicznego do produkcji wodoru przez glony Warunki prowadzenia hodowli

Parametry technologiczne: Sk ładnik Warto ść

FeCl 3 1,3 mg/l • Zasolenie: 30 - 33 ppt MnCl 0,36 mg/l • Światło: 5 Klux 2 H BO 33,6 mg/l (14h faza jasna i 10h faza ciemna) 3 3 • pH: 8,00 - 8,20 EDTA 45 mg/l

• Temperatura: 25°C NaH 2PO 4 20,0 mg/l : powietrze (0,0360%) • CO 2 NaNO 3 100,00 mg/l

ZnCl 2 0,21 mg/l

CoCl 2 0,20 mg/l

(NH 4)4Mo 7O24 0,09 mg/l Fot. Magda Dudek CuSO 4 0,20 mg/l

VB12 0,1 µg

VB1 1,0 µg

Źródło: GuanaY., Denga M., Yu X., Zhang W. Two-stage photo- biological production of hydrogen by marine green alga Platymonas subcordiformis. Biochemical Engineering Journal 19 (2004) 69–73.

Fot. Magda Dudek Inicjowanie produkcji wodoru

O2 S2 Fot. Magda Dudek

• zag ęszczenie biomasy • warunki beztlenowe • medium pozbawione zwi ązków siarki • ciemna inkubacja Fot. Magda Dudek

• faza jasna –produkcja H 2

Fot. Magda Dudek Porównanie efektywno ści produkcji wodoru

Wydajno ść produkcji Autor, rok Czasopismo Gatunek glonów wodoru International Journal of JI i in. 2010 Platymonas Subcordiformis 157,7 cm 3/dm 3 Hydrogen Energy

GUO i in. 2008 Biotechnology Letters Platymonas Subcordiformis 50,0 cm 3/dm 3

International Journal of JI i in. 2011 Tetraselmis Subcordiformis 55,8 cm 3/dm 3 Hydrogen Energy ONCEL i VARDAR– Biomass and Bioenergy Chlamydomonas reinhardtii 210,9 cm 3/dm 3 SUKAN 2011 International Journal of SKJANES i in. 2008 Chlamydomonas reinhardtii 120,0 cm 3/dm 3 Hydrogen Energy ONCEL i VARDAR– International Journal of Chlamydomonas reinhardtii 321,0 cm 3/dm 3 SUKAN 2009 Hydrogen Energy LAURINAVICHENE International Journal of Chlamydomonas reinhardtii 180,0 cm 3/dm 3 2002 Hydrogen Energy AMUTHA i Bioresource Technology Chlorella vulgaris MSU 01 220 cm 3/dm 3 MURUGESAN 2011 Podsumowanie

Wykorzystanie mikroglonów z gatunku Platymonas subcordiformis jest bardzo perspektywicznym kierunkiem pozyskiwania wodoru w procesach biologicznych. Badania nad opracowaniem wydajnej technologii produkcji wodoru s ą w chwili obecnej prowadzone w skali laboratoryjnej i zmierzaj ą przede wszystkim do wskazania parametrów technologicznych pozwalaj ących na uzyskanie najwy ższych efektów ko ńcowych.

Odr ębnymi, wymagaj ącymi opracowania zagadnieniami technologicznymi są sposoby wzbogacania i uszlachetniania biogazu, jego magazynowania i ostatecznego wykorzystania. Dzi ękuj ę za uwagę