Herstellung von Wasserstoff

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Februar 12, 2016 Falke Benz H 0 24

Die Erzeugung von Wasserstoff wird üblicherweise von Öl und fossilen Brennstoffen durch einen chemischen Prozess implementiert. Wasserstoff kann auch aus dem Wasser durch biologische Produktion Algen-Bioreaktoren extrahiert werden, oder unter Verwendung von Strom oder Wärme; Diese Verfahren sind weniger effizient für eine Produktion in großen Mengen, als das chemische Verfahren aus den Kohlenwasserstoffen resultieren. Die Entdeckung und Entwicklung von weniger teuren Verfahren für die großtechnische Produktion von Wasserstoff würde die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft zu beschleunigen.

Mit dem Öl

Die Tatsache, dass Wasserstoff das häufigste Element im Universum könnte darauf hindeuten, dass es extrem einfach herzustellen, beispielsweise durch Extraktion aus dem Wasser. Wenn das wahr ist in der Theorie in der Praxis noch der günstigste Weg, um dieses Element zu erzeugen, ist die Verwendung von Öl oder anderen fossilen Brennstoffen. In der Tat werden ungefähr 97% der Wasserstoffprodukt aus fossilen Brennstoffen erhalten wird, während nur 3% wird durch die Elektrolyse von Wasser erhalten. Dieser Prozess, der mit fossilen Brennstoffen, führt zu der Frage der hohen Mengen an CO2, die am Ende die Erhöhung der Wärmehaushalt der Erde und den Treibhauseffekt.

Wasserstoff kann durch viele Verfahren erreicht werden, aber die billigsten sind aus der Extraktion ausgehend von den Kohlenwasserstoffen dargestellt.

Oft wird der Wasserstoff erzeugt und in dem gleichen Herstellungsverfahren verbraucht wird, ohne die Notwendigkeit, getrennt werden. In dem Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniaksynthese wird Wasserstoff aus Erdgas gewonnen.

Wasserstoff kann aus Erdgas mit einem Wirkungsgrad von etwa 80% oder von anderen Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlicher Effizienz erzeugt werden. Das Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoff setzt Treibhausgase in die Atmosphäre. Da die Herstellung in Abhängigkeit konzentriert, ist es möglich, das Gas abzutrennen und werfen sie in bequemer Weise, beispielsweise durch Einspritzen in ein Reservoir von Öl oder Gas, obwohl dies zur Zeit in den meisten Fällen durchgeführt. Ein Projekt der Injektion von Kohlendioxid wurde von dem norwegischen Unternehmen StatoilHydro in der Nordsee, im Sleipner-Feld eingeleitet.

Dampfreformierung

Die großtechnische Produktion von Wasserstoff erfolgt in der Regel durch den Prozess der Reformierung von Erdgas.

Dieses Verfahren besteht in der Umsetzung von Methan und Wasserdampf bei einer Temperatur von etwa 700-1100 ° C, um Syngas zu erzeugen, gemäß der Reaktion:

Die zur Aktivierung der Reaktion Wärme wird üblicherweise durch Verbrennen eines Teils des Methans geliefert.

Die Reaktion wird bei niedrigen Drücken begünstigt es jedoch bei erhöhten Drücken gesehen auf sich nimmt Platz, dass das erhaltene H2 ist das Produkt besser vermarkten. Die Produktmischung wird als Synthesegas bezeichnet, weil es oft unmittelbar für die Herstellung von Methanol und ähnliche Verbindungen verwendet. Neben Methan auch andere Kohlenwasserstoffe verwendet werden, um das Syngas mit unterschiedlichen Anteilen der hergestellten Bauteile zu erhalten. Eine der Komplikationen, die mit dieser Technologie ist äußerst optimiert angetroffen werden, ist die Bildung von Koks oder Kohlenstoff:

Um dies zu vermeiden, ist die Dampfreformierung typischerweise mit einem Überschuss an H2O.

In diesem Verfahren kann es um zusätzliche Wasserstoff aus Kohlenmonoxid erhalten werden, durch eine Reaktion des gasförmigen Wasserverdrängung, insbesondere mit einem Katalysator in Eisenoxid. Diese Reaktion wird industriell als Quelle von Kohlendioxid verwendet:

Kohlenmonoxid

Zusätzlichen Wasserstoff aus dem Kohlenmonoxid durch die Reaktion von Wassergas-Shift, das bei etwa 450 ° C erhalten wird, gewonnen werden:

Im Wesentlichen ist das Sauerstoffatom von der Wassergerissen, um den Kohlenstoff zu oxidieren, die Freigabe der Wasserstoff zuvor Kohlenstoff und Sauerstoff gebunden.

Kohlevergasung

Weiteres industriell zur Herstellung von Wasserstoff ist die Vergasung von Kohle, bei dem Kohle in einer Mischung aus Synthesegas und Erdgas, das auch als Stadtgas bekannt umgewandelt. Dieses Verfahren beinhaltet die Behandlung von Kohle mit Wasserdampf:

Diese Reaktion kann als Auftakt zu der Reaktion der Verschiebung bei der Reformierung von Erdgas zu dienen.

die Reaktion endotherm ist, also Wärme benötigt, um durchgeführt werden; die Wärme in Wasserdampf durch Mischen eines Sauerstoffanteil um die exotherme Reaktion treten gleichzeitig mitgeliefert

Die in der ersten Stufe erzeugte Kohlenmonoxid wird anschließend mit Wasserdampf bei 400-500 ° C an einem Katalysator auf Basis von Oxiden von Eisen und Kobalt behandelt:

Das erhaltene Gasgemisch wird dann durch fraktionierte Destillation gereinigt.

Partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen

Weitere wichtige Verfahren zur H2-Produktion gehören partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen:

Rissbildung

Wasserstoff wird auch in erheblichen Mengen als Nebenprodukt der meisten petrochemischen Prozessen der Rißbildung erhalten.

Wasser

Ökologische Erzeugung

Biowasserstoff kann durch Algen verursacht werden. Am Ende der neunziger Jahre wurde es entdeckt, dass, wenn die Algen wurden von Schwefel entzogen sie aufgehört, Sauerstoff durch normale Photosynthese produzieren, um Wasserstoff zu erzeugen.

Es scheint, daß dieses Verfahren nun wirtschaftlich durchführbar Überwindung der Barriere von 10,7% der Energieeffizienz.

Die Biowasserstoff können in Bioreaktoren unter Verwendung verschiedener Stoffe aus Algen, insbesondere Abfallstoffen hergestellt werden. Das Verfahren beinhaltet die Bakterien, die auf Kohlenwasserstoffen und Herstellung von Wasserstoff und CO2 zu ernähren. Das CO2 kann mit Erfolg auf verschiedene Weise abgesondert werden, so dass nur das Wasserstoffgas. Ein Prototyp Bioreaktor für Wasserstoff, die Abfälle als Substrat verwendet wird bei Welch Traubensaft Fabrik in North East, Pennsylvania arbeitet.

Elektrolyse

Bei der Elektrolyse Sie nicht benötigt werden fossile Energieträger, so dass sie Wasserstoff mit Strom aus jeder Quelle produzieren kann. In der so genannten "Wasserstoffwirtschaft", ist die Herstellung von diesem Gas durch erneuerbare Energiequellen, um neue, saubere und erneuerbare Energie zu erhalten. In der Vergangenheit war die Elektrizität verbraucht war wertvoller Wasserstoffprodukt, also Branchen haben die Elektrolyse von Wasser als eine Methode zur Wasserstoffproduktion auf Eis gelegt, haben heute die Dinge geändert: um ein Kilogramm Wasserstoff produzieren sie 45 kWh benötigt Energie mit der klassischen Methode, bis zu nur 18,5 kWh, wenn die Reaktion stattfindet, auf speziellen Nanotubes. Bis zum Jahr 2020 hat sich das DOE, das US-Energieministerium einen Grenzwert von 43 kWh Stromverbrauch pro kg Wasserstoff produziert gesetzt. Zur Zeit der effizienteste Weg zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse beinhaltet den Verbrauch von 18,5 kWh und ist entwickelt worden, dall'Iccom-CNR; Dieses Verfahren sieht die Herstellung von Wasserstoff aus einer wässrigen Lösung von erneuerbaren Alkohole wie Ethanol, Glycerin oder anderen Alkoholen Biomasseextrakte. Die Reaktion in dem, was war ein "Elektrolyseur Anode" besteht aus Nanopartikel aus Palladium genannt findet, abgeschieden dreidimensionalen Architektur von Nanoröhren aus Titan.

In einigen Ländern, wie Deutschland, wird Wasserstoff verwendet werden, um die typisch für erneuerbare Energien, insbesondere Produktionsspitzen zu absorbieren, im Fall von Deutschland, ist die Erzeugung von Wasserstoff unter Verwendung des von Windparks erzeugte Überschussenergie aktiviert: das Projekt Deutsch Prenzlau erzeugen kann 120 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde. Nicht nur Deutschland, das kanadische Unternehmen Fire Brennstoff, hat ein innovatives System mit billigen Katalysatoren Wasserstoff aus Überschussenergie von Wind- und Solaranlagen dank dieses Prozesses zu produzieren, die während der Stoßzeiten produzierte Energie entwickelt wurden, können im Netzwerk verteilt werden, wenn die Nachfrage nach Strom steigt.

Die Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser, wenn mit Elektrolyseur Anoden implementiert, gibt der "Nebenprodukte" von Interesse, in der Lage, in verschiedenen Industriezweigen zu vermarkten. Der Elektrolyseur produziert Wasserstoff und nützliche Verbindungen in mehreren Bereichen:

-nell'industria Kosmetika und Textilien könnten Derivate von Glycerin und Ethylenglykol verwendet werden

-nell'industria Lebensmitteln verwendet werden könnten, Acetat werden aus der Bioethanol abgeleitet

-l'acido aus Milch Propandiol wird weithin für die Herstellung von biologisch abbaubaren Plastikmaterialien verwendet.

Diese Innovation ist in der Testphase, daher derzeit die am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff bleibt, dass für die Dampfreformierung.

Wasser-Elektrolyse

Die Elektrolyse von Wasser ist ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff. Eine Niederspannungsstrom, der durch den Wasser Form gasförmiger Sauerstoff an der Anode und Wasserstoffgas an der Kathode verläuft. Allgemein bei der Herstellung von Wasserstoff wird eine Kathode aus Platin oder einem anderen inerten Metall eingesetzt. Im Gegenteil, wenn der Wasserstoff in situ verbraucht, erfordert sie die Anwesenheit von Sauerstoff, da es der Verbrennung entsteht und beide Elektroden müssen aus einem inerten Metallen sein. Die maximale theoretische Effizienz zwischen 80% und 94%.

Hochtemperaturelektrolyse

Wenn die Energiequelle in der Form von Wärme wird das Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff der Hochtemperatur-Elektrolyse. Entgegen der Elektrolyse bei einer niedrigen Temperatur, wandelt der letztere Modus eine grßere Menge an Wärmeenergie in chemische Energie anfänglichen, möglicherweise verdoppelt die Effizienz auf etwa 50%. Da ein Teil der Energie bei der Elektrolyse bei hoher Temperatur in Form von Wärme zugeführt wird, muß ein geringer Teil der Energie zweimal konvertiert werden, und daher wird weniger Energie dispergiert. Dieses Verfahren hat sich im Labor angewendet worden, aber noch nicht in einem kommerziellen Maßstab.

Die Verfahren dieser Art werden zur Zeit nur in Kombination mit einer Wärmequelle aus Kernkraft betrachtet, da die Form nicht Chemie der Hochtemperaturwärme nicht ausreichend bequem, die Kosten für die notwendige Ausrüstung zu reduzieren. Die Forschung über die Elektrolyse bei hoher Temperatur in Verbindung mit den Kernreaktor VHTRs könnte die Lieferung von Wasserstoff mit den von der Dampfreformierung von Erdgas wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu führen.

Da ein Teil der Energie in HTE wird direkt in Form von Wärme zugeführt wird, hat eine kleinere Energiemenge umgewandelt werden, und verliert daher weniger Energie Ineffizienz der verschiedenen Schritte.

Die Prozesse HTE sind in der Regel in Kombination mit einer Wärmequelle von Kern berücksichtigt, da andere Formen der Hochtemperatur-Wärmequelle nicht chemisch nicht signifikant genug, um die Kapitalkosten für die Anlagen zur HTE brechen.

Unter ihnen die US-Regierung finanziert die Studie für die Elektrolyse thermochemische Hochtemperatur. Einige Prototypen von Reaktoren, wie PBMR arbeiten bei Temperaturen zwischen 850 und 1000 Grad Celsius, viel heißer als die bestehenden Anlagen ziviler. Die Wasserelektrolyse bei diesen Temperaturen wandelt die Wärme besser Anfangsenergie in chemische Energie in Form von Wasserstoff, was möglicherweise den Verdopplungswirkungsgrad auf ungefähr 50%. Das Verfahren arbeitet im Labor, aber nie in einem kommerziellen Maßstab getestet.

Die potenziellen Kosteneinsparungen, die sich nur für industrielle Prozesse unter Verwendung von Wasserstoff, scheinen beträchtlich. Das Unternehmen General Atomics sagt voraus, dass Wasserstoff in Reaktoren HTGR kosten etwa $ 1.53 / kg produziert. Im Jahr 2003, die Dampfreformierung von Erdgas Wasserstoff zu $ ​​1.40 / kg, obwohl, wie jedes Produkt von fossilen Brennstoffen Kohlendioxid und andere Treibhausgase produziert, die Zerstörung der Sinn für den Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff. Gaspreise im Jahr 2005, die Wasserstoff kostet $ 2.70 / kg, dann Dutzende von Milliarden von Dollar / Jahr mit der Lieferung von Kernenergie zu sparen könnte. Viele dieser Kosten würden in den USA bleiben, durch die Finanzierung der wissenschaftlichen Forschung auf dem Gebiet der Energie und der Verbesserung der US-Handelsbilanz, um die Ölimporte, die Preise calmiererebbe reduzieren.

Ein positiver Nebeneffekt von Kernreaktoren, die sowohl Strom und Wasserstoff zu produzieren ist, dass man schnell zu wählen, um eine zwischen den beiden herzustellen. Zum Beispiel könnte die Anlage Strom und Wasserstoff von Tag zu Nacht zu produzieren, damit Ausgleich der Schwankungen in der Nachfrage. Wenn wirtschaftlich hergestellt, würde diese Regelung mit den Systemen der Energiespeicher im Netz Strom konkurrieren. Besteht ein Bedarf an Wasserstoff so hoch in den Vereinigten Staaten, dass ganze Generation "peak" kann von solchen Anlagen begnügen. Doch die Generation IV Reaktoren sind somit nicht bis zum Jahr 2030 zur Verfügung, und es ist zweifelhaft, dass die Reaktoren kann seither für die Sicherheit und Versorgung mit dem Konzept der dezentralen Erzeugung zu konkurrieren.

Photoelektrochemische Wasserspaltung

Die Verwendung von Strom aus Photovoltaik-Anlagen bietet die sauberste Weg, um Wasserstoff zu erzeugen. Das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse in einem Verfahren fotoelettrochimico aufgeteilt. Die Forschung an der Entwicklung einer Technologie für Multi-Junction-Zellen höherer Effizienz ausgerichtet ist industriegeführte Photovoltaik.

Thermochemische Produktion

Einige thermochemischen Verfahren, wie der Zyklus des Sulfids Jod, Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser und Wärme ohne Verwendung von Elektrizität zu erzeugen. Da das gesamte Aktivierungsenergie für solche Verfahren wird durch die Wärme gegeben ist, kann sie effizienter Elektrolyse bei hohen Temperaturen möglich. Dies liegt daran, dass die Effizienz der Stromerzeugung ist an sich grundsätzlich begrenzt. Die thermo Erzeugung von Wasserstoff unter Verwendung chemischer Energie aus Kohle oder Erdgas nicht generell als die direkte chemische Verfahren ist effizienter.

Es gibt Hunderte von thermochemische Verfahren geeignet ist für den Zweck der Erzeugung von Wasserstoff; vielversprechendste unter diesen sind:

  • der Schwefel-Iod-Zyklus
  • der Zyklus Kupfer-Chlor
  • der Zyklus Cer-Chlor
  • der Zyklus Eisen-Chlor
  • der Zyklus Magnesium-Jod-
  • der Zyklus Vanadium-Chlor
  • der Zyklus Kupfersulfat

Es gibt auch Hybrid-Varianten, die thermochemische Zyklen mit einem elektrochemischen Schritt umfassen.

Für alle thermochemischen Verfahren, ist, dass der Zersetzung des Wassers die Gesamtreaktion:

Alle anderen Substanzen werden zurückgeführt.

Keiner der thermochemischen Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff wurde auf das Produktionsniveau angelegt wird, obwohl viele im Labor nachgewiesen worden. Es sind keine Probleme bekannt, was können die massiven Produktionseinrichtungen, die Kosten und Nutzen oder Kollateralschäden zu sein.

Produktion mit solarthermischen und Katalysator

Im Jahr 2006 wurde es von dem japanischen System mit zwei Katalysatoren für die direkte Herstellung von Wasserstoff durch solarthermische vorgeschlagen. Es ist eine wässrige Lösung von EDTA mit einer metall-organischen Molekül, das aus einem sechswertigen Atom Ruthenium und drei amino-aromatische Moleküle mit zwei Stickstoffatomen jeweils verbunden. Er hat die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserstoffgas, für viele Verwendungen leicht erstattungsfähig.

Produktionslabor

Im Labor wird das H2 normalerweise mit der Umsetzung der Säuren mit Metallen, wie Zink erhalten werden.

Im Falle von Aluminium, der H2 erzeugt wird, wenn das Metall mit einer Säure oder mit einer Base behandelt:

Sie können beispielsweise machen die Aluminium mit Natronlauge in Wasser gelöst. Je größer die Fläche des Metalls in der Lösung, desto höher ist die Geschwindigkeit der Reaktion ausgesetzt ist; wenn Aluminium in Pulverform, wird die Reaktion eine heftige und beinahe explosive nehmen. Das Verfahren erfolgt nach der folgenden chemischen Gleichung:

Als exotherme beinhaltet eine beträchtliche Erzeugung von Wärme, folgt dann eine Produktion von nicht gleichgültig gegenüber Wasserdampf, der die meiste Zeit muss mit Hilfe eines hygroskopischen Elements, wie Calciumchlorid beseitigt werden, oder durch die einfache Kondensation. Neben Wasserstoff wird auch erzeugt eine zweite Verbindung, Natriumaluminat.
In der Praxis werden etwa 80 g NaOH und mit 54 g Aluminium kombiniert werden, um Anlass zu 67,2 l bei normalen Bedingungen zu geben.

Eine weitere Reaktion verwendbar ist, die folgenden:

Natriumborhydrid NaBH4 ein Hydrid ist irreversibel, das sich langsam mit Wasser reagiert, um 4 Mol Wasserstoff pro Mol der Verbindung bei Raumtemperatur freizusetzen. Unter geeigneten Bedingungen, die sie freigesetzt werden 0,213 g Wasserstoff pro 1 g NaBH4 oder 2,37 Liter pro Mol der Verbindung. Bei gewöhnlichen Temperaturen, einmal in Kontakt NaBH4 gebracht und Wasser wird aus der Reaktion nur eine geringe Menge der theoretischen Menge an Wasserstoff, die durch Umsetzung befreit. Die Abnahme der anfänglichen Rate der Wasserstoffentwicklung wird durch das Wachstum des pH der Lösung, die durch die Bildung von Anionen Grund Metaborat verursacht wird. Bei 298 K ist die Änderung der Enthalpie der Reaktion der Hydrolyse ist gleich -217 kJ dann die Reaktion exotherm ist. Bei Verwendung des NaBH4 zur Erzeugung von Wasserstoff ist wünschenswert, dass die Reaktion schnell genug ist, um die Anforderungen des Systems, in dem das Gas verwendet wird, erfüllen. Die Hydrolyse wird dann durch den Einsatz der Katalysatoren beschleunigt.

Im Jahr 2007, dass die Legierung aus Aluminium und Gallium in der Form einer Tablette in Wasser gegeben wurde entdeckt, kann verwendet werden, um Wasserstoff zu erhalten. Das Verfahren erzeugt auch Aluminiumoxid, verhindert jedoch, dass das Gallium die Bildung einer Oxidschicht auf der Oberfläche des Kissens, die dann wiederverwendet werden können. Diese Entdeckung hat wichtige Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit der Wasserstoff, da dieser leicht in situ synthetisiert werden, ohne transportiert werden.

Biologische Synthese

Eine Alternative ist die biologische Herstellung von Wasserstoff, das Verfahren auf Mikroorganismen wie Bakterien verknüpft rot, Cyanobakterien und Mikroalgen nutzt. Diese Mikroorganismen sind in der Lage, unter geeigneten Bedingungen, um die Vorteile einer anaeroben Stoffwechselweges, die zur Erzeugung von Wasserstoff aus verschiedenen Quellen zu nehmen, dank der Wirkung des Katalysators Enzyme, Eisen oder Nickel, genannt Hydrogenase enthalten. Diese Enzyme katalysieren die reversible Redoxreaktion H2, die in seine zwei Protonen und zwei Elektronen gebrochen. Die Umwandlung des Wasserstoffgases erfolgt bei der Übertragung von den Äquivalenten von Sauerstoff reduziert wird, mit der daraus folgenden Bildung von Wasser. Die Dissoziation von Wasser, von dem man zwei Protonen, zwei Elektronen und Sauerstoff zu erhalten, tritt während der Reaktion der leichten Phase des Stoffwechsels von photosynthetischen Organismen.

Einige dieser Organismen -includendo die Alge Chlamydomonas reinhardtii und cianobatteri- entwickelt haben und entwickelt einen zweiten Schritt in den Reaktionen der Dunkelphase, in denen Protonen reduziert werden, um H 2 -Gas durch die Wirkung von speziellen hydrogenases im Chloroplasten bilden.

Mikroalgen Wasserstoff zu erzeugen, die Wasser als Hauptsubstrat und Licht. Wasser wird als eine Quelle von Elektronen und Protonen verwendet wird, während das Licht liefert die Energie für den Prozess auftreten erforderlich, entsprechend der Reaktion:

Auf diese Weise wird die Energie des Lichts in der Form von Wasserstoffgas aufgefangen. Obwohl dies gilt als die sauber und effizient, das Studium und das Verständnis aller Prozesse in speziell beteiligt Biophotolyse sind immer noch auf der Ebene der Grundlagenforschung. Beispielsweise ist unklar, was die wahre Bedeutung der mitochondrialen Atmung, dell'idrogenasi die clororespirazione und Kohlenhydrate aus Mikroalgen akkumuliert. Rechts über die Rolle des letzteren er in den letzten Jahren konzentriert hat Anstrengungen der wissenschaftlichen Welt, so dass auch kein Biophotolyse vorschlagen, aber, wie für die roten Bakterien, eine echte Gärung. Die Frage ist noch offen. Ein weiteres Problem für die futuribilità dieses Prozesses nicht wichtig sind die Raten der Erzeugung von Wasserstoff, so weit sehr gering vor allem, wenn im Vergleich zu den roten Bakterien: würde dies die Anwendbarkeit in großem Maßstab wirtschaftlich ungünstig machen.

Sie wurden viele Anstrengungen in der wissenschaftlichen Forschung, um die bakterielle Hydrogenase zu H2-Gas effizient auch in Gegenwart von Sauerstoff zu synthetisieren genetisch zu verändern machte in Ordnung.

Die violetten Nichtschwefelbakterien sind in der Lage zur Erzeugung von Wasserstoff aus organischem Material in einem Fermentationsprozess. Die biologische Fermentation ist eine frühe Stufe der anaeroben Vergärung und kann in Gegenwart von Licht oder in Abwesenheit auftreten. Im Gegensatz zu den Biophotolyse, ist die Quelle von Elektronen und Protonen in diesem Fall die organischen Stoffen. Dies führt zwangsläufig zur Freisetzung von CO2 in den Produktionsprozess. Wie auch immer, dieses CO2 nicht das thermische Gleichgewicht der Erde zu erhöhen, da es nicht aus fossilen Stoffen, aber verlängerbar. Beide Verfahren sind sehr in den letzten 30 Jahren untersucht.

Die photofermentation führt zur Erzeugung von Wasserstoff unter Verwendung von sowohl dem organischen Substrat, die aufleuchten. Wie gesagt, ist das organische Substrat die Quelle von Protonen und Elektronen, während das Licht im wesentlichen auf den für die Erzeugung von Wasserstoff, einer Nitrogenase verantwortliche Enzym aktivieren eingesetzt. Dieses Enzym hat eine ausreichend hohe Aktivierungsenergie; Als Ergebnis ist die Energieumwandlungseffizienz nicht sehr hoch. So oder so, die Produktionsraten mit roten Bakterien sind sehr hoch, so dass es wirtschaftlich machbar ist der Bau von Industrieanlagen. Der geringe Wirkungsgrad der Gärungsprozesse im Licht und die Kosten des Photobioreaktoren hat das Interesse an einer Fermentationsprozesse im Dunkeln geführt. Obwohl technisch wesentlich einfacher zu implementieren ist, ist dieses Verfahren in der Lage, nur einen Bruchteil der Energie, die in dem organischen Substanz zu verwenden, wobei noch brauchbare organische Verbindungen in der Kultur. Jedoch kann die Verwendung von organischen Stoffen mit der Entsorgung einer bestimmten Art von Abfall in Verbindung gebracht werden. Diese Möglichkeit zum veredelnden den Gärprozess zwar energetisch ungünstig vom Standpunkt der Umwandlungseffizienz ist beendet. Ein Unterschied von Mikroalgen und Cyanobakterien, in der Tat ist schon heute ein Biotechnologie, die, richtig angewendet, kann wirksame Ergebnisse liefern die Produktion von Wasserstoff mit roten Bakterien. Eine von denkbaren Lösungen ist die Kopplung der beiden Fermentationsprozessen, um alle organischen Verbindungen in dem Kulturmedium zu zersetzen. Diese Lösung sorgt für eine erste Gärung in der Dunkelheit. Am Ende des Prozesses in der Dunkelheit, würde die Bakterienkultur aus dem Kulturmedium, die in der photofermentation für den endgültigen Abbau des organischen Materials wiederverwendet werden würde getrennt werden. In diesem Zusammenhang wurde auch die Herstellung von fermentierbaren Biomasse wie Kulturen von Mikroorganismen wie Mikroalgen wurden vorgeschlagen. Die aktuellen Schwachstellen dieser Lösung liegen in den Kosten des Photobioreaktor, in der tatsächlichen Anwendbarkeit auf jede Art von organischen Abfällen, die Kosten von Rohstoffen, in der Gegenwart von Molekülen Schwefel oder Stickstoff in den von der Ernte und dem Mangel an Vertrauen der in den beteiligten Unternehmen produzierte Biogas enthält Entsorgung von Abfällen in der Anwendung und Entwicklung von neuen Biotechnologie.

Am 3. November 2006, die Fachzeitschrift Science veröffentlichte eine Studie der internationalen Forscherteam um Lawrence Livermore Labor in Berkeley geführt. Wissenschaftler haben eine Technik der Spektroskopie und Röntgenkristallographie für die "Bilder" des Wassers Photolyse entwickelt, die Voraussetzung für die Entwicklung von Technologien, die das Sonnenlicht für die Teilung des Wassers und der Wasserstoffproduktion nutzen. Die Technik erlaubt, die Schritte der Oxidation von Wasser, molekularen und atomaren Bindungen, Austausch zwischen Katalysator und Protein zu beobachten. Der Katalysator entdeckt wurde "Photosyntesis 2" ist ein Molekül von 4 Manganatome und ein Calcium.

Auch einige Phosphatasen reduzieren Phosphit zu H2.

Andere Verfahren

  • Forschung über die Photosynthese auf Basis der Nanotechnologie kann zu einer effizienteren Herstellung von Wasserstoff durch bioelektrische Beschäftigung von Sonnenlicht oder der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen aus Kohlendioxid, das hydriert und gestreckt werden würde führen.
  • Radikaltheorie und die Theorie der Erde Hydrid legen nahe, dass große Mengen an Wasserstoff kann an den Metallen der Erdmantel Zusammenhang existieren.
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