Przejdź do treści

Produkcja biowodoru z odpadów. Jak to się robi?

Źródło: facebook.com

Biowodór – potencjalne alternatywne źródło paliw – wciąż zyskuje na znaczeniu. Jedną z możliwości jego produkcji jest wykorzystywanie osadów ściekowych, pochodzących z przetwórstwa odpadów spożywczych. Naukowcy z Politechniki Śląskiej udoskonalili tę metodę i wsparli ją o nanotechnologię.

Biowodór (biohydrogen) to wodór gazowy produkowany biologicznie, często za pomocą mikroorganizmów. Jest uważany za formę odnawialnej energii, bowiem jego produkcja jest powiązana z procesami biologicznymi, zwykle obejmującymi fermentację związków organicznych. Najpowszechniejszymi metodami są: fermentacja ciemna (beztlenowe mikrobiologiczne rozkładanie związków organicznych przez bakterie, którego produktem ubocznym jest wodór) oraz procesy fotosyntetyczne (samożywne mikroorganizmy, takie jak zielone glony i sinice, mogą produkować wodór w procesie rozszczepienia cząsteczek wody na tlen i wodór w fotosyntezie).

Główne potencjalne zastosowania biowodoru obejmują: produkcję energii, transport oraz procesy przemysłowe. „Wodór jest czystym i wydajnym paliwem – może być spalany lub używany w ogniwach paliwowych do wytwarzania energii elektrycznej albo jako paliwo do pojazdów. Produkt uboczny spalania wodoru to para wodna, co czyni go czystym źródłem energii” – powiedział w rozmowie z Nauką w Polsce dr Mohamed Saad Hellal, reprezentujący Katedrę Biotechnologii Środowiskowej na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej oraz National Research Center w Egipcie. Dodał, że biowodór jest także cennym surowcem przemysłowym, używanym w procesach takich jak produkcja amoniaku i rafinacja ropy naftowej. „Ponadto produkcja biowodoru z odnawialnych zasobów może przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji wodoru opartymi na paliwach kopalnych” – wskazał.

Jedną z nowych metod produkcji biowodoru jest wykorzystywanie osadów przemysłowych, powstających w procesach oczyszczania ścieków w przemyśle spożywczym. „Te osady, które są często traktowane jako odpady, są bogatym źródłem materiału organicznego, co czyni je atrakcyjnymi do ponownego wykorzystania. My wykorzystaliśmy osad ściekowy powstały w wyniku chemicznego oczyszczania ścieków przemysłowych z fabryki produkującej dodatki do żywności” – powiedział Mohamed Saad Hellal.

Aby zwiększyć wydajność produkcji biowodoru tą metodą naukowcy z Politechniki Śląskiej dodali do procesu biologicznego katalizator w postaci nanostruktury. „Użyliśmy przewodzące nanocząsteczki metalowe, zawierające srebro i miedź. To pierwsze ich zastosowanie w tego typu procesie” – podkreślił Mohamed Saad Hellal.

Dodanie nanocząsteczek spowodowało zmianę w zbiorowisku mikroorganizmów produkujących biowodór, a w odpowiednich stężeniach – tempo jego produkcji. „W bioreaktorach z nanocząstkami dominowały bakterie z rodzajów Proteiniphilum i niehodowalny Azovibrio. Obie bakterie były już wcześniej identyfikowane jako producenci biowodoru, jednak w tych badaniach zaczynały dominować w bioreaktorze dopiero wtedy, kiedy pojawiły się ich „ulubione” substraty – substancje, z których najefektywniej produkują one biowodór. Dla obu rodzajów bakterii to propionian, a dla pierwszego mikroorganizmu to również octan. Te „przysmaki” to produkty innych przemian biochemicznych, prowadzonych przez pozostałych członków tego bakteryjnego zespołu. Również tych mikroorganizmów, którzy nie dominowały w zbiorowisku, ale dzięki ich pracy powstawały substancje zasilające funkcjonowanie efektywnych producentów tego gazu” – tłumaczyła dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska, prof. PŚ, również z Katedry Biotechnologii Środowiskowej na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej.

W ocenie Mohameda Saada Hellala, wdrożenie tej technologii w zakładach przetwórstwa spożywczego oraz w istniejących oczyszczalniach ścieków może przynieść korzyści ekonomiczne i środowiskowe. „Chociaż badania zostały przeprowadzone na poziomie badań podstawowych, to nasze rozwiązanie ma spory potencjał do zastosowania na większą skalę, zwłaszcza w kontekście globalnych wysiłków na rzecz zrównoważonego rozwoju i redukcji śladu węglowego. Możliwość przekształcenia odpadów w cenne źródło energii może zmniejszyć zależność od tradycyjnych źródeł energii oraz przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych” – podsumował Mohamed Saad Hellal.

Więcej w artykule źródłowym: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890423011706?fbclid=IwAR39eAEA6jH_mQMZeB2reReKzYsSXUg1JBhuET9llwya-VWrlby1-KgVq3U

 

PAP

Wiadomości

Biały Dom zamyka biura "różnorodności". Do środy wieczór

Sekretarz Stanu USA wbija Chinom pierwszy klin. Efekt Trumpa

Trump już wie, co zrobi, jeśli Putin odmówi negocjacji

Rosja wzywa Trumpa. Państwo schyłkowe stawia warunki

Trump ogłasza największy projekt infrastruktury AI w historii

Rosja zaczyna tonąć. Co ją ciągnie na dno?

Autorka Harry'ego Pottera do ideologów gender po dekrecie Trumpa

Liga Mistrzów. Majecki zatrzymał Aston Villę Casha

Sędzia nie może być tchórzem - mówi I Prezes SN Małgorzata Manowska

MŚ piłkarzy ręcznych. Pierwsze zwycięstwo Polaków

Amerykanie są w szoku słysząc o walce z wolnymi mediami w Polsce

Jabłoński: widać zdecydowane działania Trumpa. Dzisiaj nikt nie powinien psuć relacji z USA

Trzaskowski chwali się... spadkiem w sondażach

Stanowski chce być kandydatem, ale nie prezydentem

Wzrosła liczba ofiar śmiertelnych pożaru w tureckim hotelu

Najnowsze

Biały Dom zamyka biura "różnorodności". Do środy wieczór

Trump ogłasza największy projekt infrastruktury AI w historii

Rosja zaczyna tonąć. Co ją ciągnie na dno?

Autorka Harry'ego Pottera do ideologów gender po dekrecie Trumpa

Liga Mistrzów. Majecki zatrzymał Aston Villę Casha

Sekretarz Stanu USA wbija Chinom pierwszy klin. Efekt Trumpa

Trump już wie, co zrobi, jeśli Putin odmówi negocjacji

Rosja wzywa Trumpa. Państwo schyłkowe stawia warunki