بررسی روش های تولید بیوهیدروژن جهت استفاده در سلول های سوختی

در قرن حاضر مسایل مربوط به منابع انرژی و محـیط زیسـت دو نگرانی عمده بشر می باشند و از آنجائیکـه مصـرف انـرژی بطور مستقیم بر محیط زیست تاثیرگذار است، این دو بـا هـم ارتباط تنگاتنگ دارنـد . منـابع انـرژی فسـیلی کـه هـم اکنـون بطورگستردهای مورد استفاده قرار می گیرند، علاوه بـر اثـرات نامطلوب زیست محیطی، غیرقابل بازگشت و نتیجتا ناپایدارند . از اینرو نیاز به منابع انرژی تجدیدپـذیر، پایـدار و غیرآلاینـده احساس می شود . هیدروژن مهمترین منبع انرژی پایدار و پـاک است که براحتی با استفاده از سلولهای سوختی قابل تبدیل بـه الکتریســیته مــیباشــد و لــذا هیــدروژن و ســلولهای ســوختی بیولوژیک در میان منابع انرژی پایدار در اولویت قـرار دارنـد . هیدروژن از راههای مختلفی می تواند تولیـد شـ ود کـه تولیـد بیولوژیکی آن از پایداری لازم برخوردار می باشـد . باکتریهـای شناخته شدهای کـه قادرنـد بـا مصـرف مـواد ضـایعاتی ارزان قیمت و فاضـلابها هیـدروژن تولیـد کننـد شـامل گونـه هـای باسیلوس، انتروباکتر و کلستریدیوم می باشند . در این مقاله ابتدا نکاتی پیرامون سلولهای سوخ تی که زنجیره اصلی بـین منـابع انرژی تجدیدپذیر و خدمات مربوطه می باشند ارائه گردیـده و سپس روشـهای تولیـد بیولـوژیکی هیـدروژن کـه عمـدتاً بـر فتوسنتز و تخمیر استوار هستند، مورد بررسی قرار گرفتـه انـد . مشخص شده است کـه سیسـتمهای وابسـته بـه نـور ( فتـولیز مستقیم، فتـولیز غیرمسـت قیم و تخمیـر نـوری ) همگـی میـزان سنتزی کمتر از 1 mmol H2/ lit.hr دارند در حالی که سیسـتم تخمیر در تـاریکی بـه میـزان 121 mmol H2/ lit.hr تولیـد را عملی میسازد . در فرایندهای تخمیری تولید هیـدروژن بـرای غیر فعالسازی اغلب میکروارگانیسم های مضر در عمل آوری حرارتی از مح دودة دمـایی 68-95 درجـه سـانتیگراد اسـتفاده میگردد، این محـدوده دمـایی بـه نحـوی انتخـاب شـده کـه باکتریهای تولید کننده هیدروژن از بین نمی روند . با توجـه بـه دمای انتخاب شده، فشار جزئـی هیـدروژن بایـد کمتـر از 50 کیلو پاسکال در دمای 60 درجه سانتیگراد، کمتـر از 20 کیلـو پاســکال در دمــای 70 درجــه ســانتیگراد و کمتــر از 2 کیلــو پاسکال در دمای 98 درجه سانتیگراد باشد . بـرای کـاهش اثـر باکتریهای مضر همچنین مـی تـوان از روشـهای مـوثری ماننـد استفاده از pH های پایین ( تـا حـداقل pH پیشـنهادی (3/7 و اســتفاده از باکتریهــای تولیــد کننــده هیــدروژن بــا قابلیــت اسپورزایی بالا در عمل آوریهـای حرارتـی و انتخـاب مـدت زمانهای مناسب برای این گونه عملیات استفاده نمود .