27 دسامبر 2024 -توسط آکادمی علوم چین-اعتبار: مجله مهندسی برق چین (2024). DOI:
از آنجایی که جهان با افزایش مصرف انرژی و تشدید بحران های زیست محیطی دست و پنجه نرم می کند، نیاز به راه حل های انرژی پایدار هرگز به این فوریت نبوده است. تولید هیدروژن میکروبی به عنوان یک مسیر انرژی تجدیدپذیر امیدوارکننده در حال ظهور است و جایگزینی تمیز و با چگالی انرژی بالا را ارائه میکند که میتواند از طیف گستردهای از مواد اولیه تامین شود.
با این حال، سفر برای استفاده از پتانسیل کامل خود با موانع مهمی از جمله بهبود کارایی تولید و مقیاسپذیری فرآیند برای کاربردهای صنعتی روبرو است. در مقابل این پسزمینه، بررسی مکانیسمها و پیشرفتهای اخیر در تولید هیدروژن میکروبی از زبالهها بسیار مهم است.
محققان دانشگاه پلی تکنیک نورث وسترن و دانشگاه فناوری بلفورت-مونتبلیارد بررسی خود را در مجله مهندسی برق چین منتشر کرده اند.
این مطالعه مکانیسمهای تولید هیدروژن میکروبی از زباله را بررسی میکند و آخرین پیشرفتها در این زمینه و استراتژیهای افزایش نرخ تولید هیدروژن را بررسی میکند. این بینش ها در پرداختن به چالش هایی که مانع صنعتی شدن در مقیاس بزرگ این فناوری امیدوارکننده می شود، حیاتی هستند.
این بررسی به دقت روشهای پیشرفته تولید هیدروژن میکروبی را با تمرکز ویژه بر فتوهیدرولیز غیرمستقیم دو مرحلهای با استفاده از سیانوباکتریها و جلبکهای سبز بررسی میکند. این بر کارایی تخمیر تیره توسط باکتری ها، به ویژه تخمیر نوع اتانول، در تولید هیدروژن از زباله های آلی تاکید می کند.
قابل ذکر است، این مطالعه اثرات هم افزایی ترکیب فتوهیدرولیز غیرمستقیم با تخمیر تاریک را برجسته می کند، که نویدبخش افزایش تولید هیدروژن از فاضلاب آلی است. این تحقیق همچنین انواع ضایعات مناسب برای تولید هیدروژن میکروبی مانند فاضلاب صنعتی غنی از کربوهیدرات و زباله های کشاورزی حاوی نشاسته و سلولز را بررسی می کند.
علاوه بر این، این بررسی آخرین پیشرفتهای نظری در تولید بیوهیدروژن و مکانیسمهای تولید هیدروژن در سیانوباکتریها، جلبکهای سبز و باکتریهای فتوسنتزی را مورد بحث قرار میدهد، و همچنین پیشرفتهای تکنولوژیکی که تولید هیدروژن مشتق شده از زباله را قابل دوامتر میکند. این مطالعه با تشریح مسیرهای تحقیقاتی کلیدی برای آینده، ارائه بینش های ضروری برای تولید هیدروژن بیولوژیکی در مقیاس بزرگ، به پایان می رسد.
Tongming Li، یک متخصص برجسته در فناوری تولید بیوهیدروژن و یکی از مشارکتکنندگان در بررسی، بر اهمیت این مطالعه تأکید میکند و میگوید: «تحقیق ما نشاندهنده گامی مهم در تولید بیوهیدروژن، بهویژه در استفاده از مواد زاید برای تخمیر میکروبی است.بینشهایی که به دست آوردهایم نه تنها درک ما را از تعاملات پیچیده بین فرآیندهای میکروبی عمیقتر میکند، بلکه راه را برای بهینهسازی تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی هموار میکند. این بهینهسازی کلیدی برای تسریع انتقال جهانی به انرژی پایدار، کاهش وابستگی به فسیل است. سوخت، و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی.”
پیامدهای این تحقیق بسیار گسترده است، و با تبدیل آن به یک منبع انرژی ارزشمند، رویکردی دگرگون کننده برای مدیریت زباله ارائه می دهد. این پیشرفت دارای پتانسیل کاهش بارهای زیست محیطی و در عین حال تقویت یک اقتصاد دایره ای است. تولید هیدروژن میکروبی به عنوان سنگ بنای پیگیری پایداری جهانی است و جایگزینی پاک و تجدیدپذیر برای منابع انرژی متعارف ارائه می دهد.
از آنجایی که جهان از راهحلهای انرژی سبزتر استقبال میکند، این مطالعه یک نقشه راه برای افزایش تولید هیدروژن از زباله ارائه میکند که به طور قابلتوجهی به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و حمایت از پایداری زیستمحیطی در مقیاس جهانی کمک میکند.
