Bio Hydrogen (수소생산)

소개글

미생물 발효를 이용한 수소생산에 대한 정리입니다.

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본문내용

< Bio Hydrogen >
◎ 자연계의 수소 생산 생물
- 광합성 세균 : 녹조류, 남조류 등.
- 혐기성 세균 : 대표적으로 Clostridium 종, Rhodobacter 종 등이 쓰임.(산 생성균)
● 광 생물학적 수소생산
- 녹조류나 남조류 등의 생물을 이용.
- 광합성 작용에 의해 CO2와 H2O로부터 수소 생산.
- 실내 실험실 설비나 100평 이하의 작은 실외 반응기 이용.
- 최근 30년간 많은 연구 진행.
- 그에 반해, 경제적 타당성 분석 부족.
① 직접 Biophotolysis
- 녹조류가 공기 중의 CO2를 고정 탄수화물을 자체내에 축적.
- 동시에 Hydrogenase를 통하여 양성자를 수소로 환원.
② 간접 Biophotolysis
- 수소를 생산하는 남조류.
- CO2를 중개물로 이용, 산소와 수소를 동시에 생산.
- Nitrogenase이용.
- 한달 이상의 장기간 동안 질소가 없는 상태의 실험실과 소규모 실외 반응기 이용.
- 질소 결핍 조건이므로 자연 상태에서는 불가.
- 수소 생산량이 적음.
③ 2단계 간접 Biophotolysis
- 1단계 = microalgae(미세조류) 배양.
- 2단계 = 암 발효와 간접 p0hotolysis 이용.
- 암 발효에서 25%, 그 배양물을 간접 Biophotolysis 하여 75% 생산.
● 혐기적 수소 생산
- 산 생성균에 의한 수소생산.
- 유기산 생성에 의한 후속처리 필요.
- 광합성 세균이 유기산을 수소와 CO2로 분해.
○ 산 생성균의 수소생산
- 수소 생산 최적온도는 연구자에 따라 다양한 결과 보임.
- 최적 pH는 5.5로써 중성이 됨에 따라 미생물의 증식이 우선시 됨.
- 최적 HRT는 8~12시간.
○ 산 생산균의 수소생산과 HRT
- 기질농도가 일정한 경우 HRT변화에 따른 수율변화 없음.
- HRT가 일정한 경우 기질농도를 최적 조건에 맞춰주면 최대수율.
- 수소 생성 과정에서 유기물 부하량이 증가함

참고 자료

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