Roman Zagrodnik, Anna Duber, Krystyna Seifert: Dark-fermentative hydrogen production from synthetic lignocellulose hydrolysate by a mixed bacterial culture: The relationship between hydraulic retention time and pH conditions, Bioresource Technology, 358, 2022, 127309, https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127309
Wodór uważany jest za czysty i wydajny nośnik energii, który zyska szerokie zastosowanie w przyszłości – jako paliwo do samochodów, autobusów, do ogrzewania domów czy też jako magazyn energii. Jednak obecnie produkowany jest on głównie z paliw kopalnych. Aby stał się on „zielonym” nośnikiem energii należy opracować techniki pozyskiwania go z odnawialnych źródeł takich jak: energia Słońca, wiatru, wody lub biomasa. Hydrolizaty biomasy lignocelulozowej bogate w cukry mogą być wykorzystane przez bakterie do produkcji wodoru w procesie ciemnej fermentacji. Wykorzystanie biomasy w tych procesach spełnia podwójną funkcję – produkcji energii i z jednoczesną utylizacją odpadów. Procesy te wciąż wymagają optymalizacji, tak aby stać się opłacalnymi ekonomicznie.
W publikacji dra Zagrodnika z Zakładu Technologii Chemicznej Wydziału Chemii UAM opisano wyniki badań, których celem było poznanie wpływu hydraulicznego czasu retencji i warunków pH na proces produkcji wodoru w bioreaktorze pracującym w trybie ciągłym. Pozwoliło to na zbadanie wzajemnych zależności między tymi parametrami. Jako substrat wykorzystano celobiozę, ksylozę i arabinozę, które są cukrami często występującymi w hydrolizatach lignocelulozowych. Proces prowadzony był z wykorzystaniem mieszanej kultury bakteryjnej, aby umożliwić jednoczesną utylizację różnych substratów. Wykazano wzrost szybkości produkcji wodoru wraz ze skróceniem hydraulicznego czasu retencji. Jednocześnie udowodniono, że optymalne warunki pH są zależne od hydraulicznego czasu retencji. Badania pokazały, że mieszanina cukrów imitująca hydrolizaty lignocellulozowe może być z powodzeniem wykorzystana w trakcie ciemnej fermentacji z wysokimi szybkościami produkcji wodoru przy pH 6.0 i 6.5. Niższe szybkości produkcji wodoru przy pH 5.0 wynikały głownie z niskiego stopnia utylizacji arabinozy. Dodatkowo wykazano, że w przeciwieństwie do hydraulicznego czasu retencji, warunki pH miały znaczący wpływ na skład kultury bakteryjnej. Clostridium beijerinckii i Clostridium guangxiense były dominującymi mikroorganizmami. Uzyskane wyniki pozwolą na implementację biologicznych metod produkcji wodoru w większej skali.
