Biohidrógeno Flashcards
Importancia del biobutanol
Gran cantidad de aplicaciones síntesis, generación de electricidad y calor, tiene mayor contenido energético que metano y otros HC
¿Cuál es su contenido energético?
122-142 kJ/g
Demanda mundial en el 2020
71.27% gas natural, 27.27% carbon, 0.7% del petróleo y 0.7% por electrólisis de agua
Proceso más utilizado en la producción industrial del hidrógeno
Reformado de metano
¿Cómo funciona el reformado de metano?
El gas natural reacciona con vapor de agua sobre un catalizador de niquel colocado en el reformador primario a temperaturas de 1200°K y presión de 20-30 bar
¿Qué etapa se necesita realizar prevía a la producción de hidrógeno por reformado de metano por vapor?
Eliminación de azufre (contaminante) que el gas natural tiene para evitar el deterioro de la actividad catalítica
Se considera un biocombustible del futuro
Biohidrógeno
¿Dónde se consume más el hidrógeno y en qué porcentaje?
En el amoniaco, metanol y refinado de petróleo el 66% se destina a estos procesos
¿Cuál es la cantidad de hidrógeno que se consume en los procesos de amoniaco, metanol y refinado de petróleo?
35 millones de toneladas métricas (MTm)
¿Cómo se genera el biohidrógeno?
Fermentación, biofotólisis, bioelectrólisis, gasificación de biomasa y combinación de ellos.
¿Cual es el proceso de la fotofermentación y qué produce?
Descomposición de compuestos orgánicos por una fuente de energía que es la luz solar, producen biohidrógeno y CO2
¿Cuál es el proceso de la fermentación oscura y qué produce?
Transformación de materia orgánica en biohidrógeno, CO2 y ácidos grasos volátiles en condiciones anaerobias
Bacterias que se utilizan en la fotofermentación
Cacterias purpuras dependientes de la luz tanto sulfurosas como no sulfurosas, algunas tipos son:
Rhodobacter y Rhodopseudomonas
¿Qué tipo de bacterias llevan a cabo la fermentación oscura?
microorganismos anaerobios como Clostridium spp. o Enterobacter spp.
¿De donde se obtiene la energía necesaria para el crecimiento de microorganismos en la fotofermentación?
trifosfato de adenosina (ATP) utilizando luz a través de la fotofosforilación
¿Cuáles son las mejores bacterias productor de H2 en la fotofermentación y que especie incluyen?
Bacterías púrpuras no sulfurosas, la especie es Rhodobacter
¿Cuales son otros micoorganismos utilizados en la producción de H2 por fotofermentación que emplean nitrogensas y producción de ATP?
Chlorobium vibrioforme, Allochromatium vinosum, Desulfuromonas acetoxidans, Thiocapsa roseopersicina, Chloroflexus aurantiacus,
¿Cuáles son las enzimas esenciales para la producción de H2 a partir de ácidos grasos utilizando energía solar?
Hidrogenadsa y nitrogenasa
¿Por cuál organismo se lleva a cabo la biofotólisis?
algas verdeazuladas, Scenedesmys y/o cyanobacteria
¿Cómo se produce hidrógeno por biofotólisis?
por una fotosíntesis en un ambiente anaerobio las algas dividen el agua para formar hidrógeno
¿Qué se requiere para producir H2 por fotólisis?
luz solar y agua
¿Qué necesitan las microalgas verdes para la fotólisis?
Fe-Fe hidrogenasa
¿qué necesitan las cianobacterias heterocísticas para la producción de hidrógeno en biofotólisis?
nitrogenasa
Qué conlleva la fotólisis indirecta?
Varios pasos: producción de biomasa, concentración y fermentación oscura en condiciones anaeróbias
Qué conlleva la fotólisis directa?
por fotosíntesis utilizando ferredoxina
¿Qué es un sistema bioelectroquímico?
Es un sistema con ánodos y cátodos que funcionan en una misma cámara única o en dos cámaras individuales, en ella hay células de electrólisisi microbiana que generan un potencial
Sistema bioelectroquímico ¿Cómo funciona?
Los electrones se generan por la oxidación de materia orgánica en el ánodo y son transportados hacia él y luego se transfieren hacia el cátodo, donde al combinarse con protones se genera H2
¿Cual es el potencial que generan los microorganismos?
-0.300 V y requieren un potencial externo adicional de más de 0.110 V para la producción de H2
¿Cuales son los microorganismos que se usan en la bioeletrólisis?
Shewanella y Geobacter, especificamente Shewanella oneidensis y Geobacter sulfurreducens
Tipos de bacterias utilizadas en la fermentación oscura
Mesófilos y termófilos
Tipos de bacterias en la fotofermentación
sulfurosas y no sulfurosas
Tipos de bacterias en la biofotólisis
cyanobacteria (Spirulina en indirecta)
Tipos de bacterias en los sistemas bioelectroquímicos
Electrógenos
¿Que acoplamientos existen en los procesos de producción de biohidrógeno?
Se puede acoplar la fermentación oscura y fotofermentación.
Como la fermentación oscura genera ácidos grasos, estos luego pasan a la fotofermentación para poder ser convertido en biohidrógeno
