Биофотолиз

Повышение цен на традиционные источники энергии (природный газ, нефть, уголь) и угроза их исчерпания побудили ученых обратиться к альтернативным путям получения энергии. Роль биотехнологии в создании экономичных возобновляемых энергетических источников (спиртов, биогенных углеводородов, водорода) чрезвычайно велика. Эти экологически чистые виды топлива можно получать путем биоконверсии отходов промышленного и сельскохозяйственного производства. Перспективно продолжение исследований по усовершенствованию и внедрению процессов производства метана, этанола, созданию на основе микроорганизмов (и ферментов) элементов, эффективно производящих электричество, а также по организации искусственного фотосинтеза, в частности биофотолиза воды, при котором можно получать богатые энергией водород и кислород. [c.204]

Получение водорода методом биофотолиза 341 [c.5]

Как указывалось, существенным моментом рассмотренных схем является раздельное получение кислорода и водорода в фотопроцессе. В этом отношении они являются моделью первичных стадий фотосинтеза. Если бы удалось разобщить транспорт электронов в фотосинтезирующей системе, то можно было бы ограничить фотосинтез только первичными процессами. Задача фотосинтетического получения молекулярного водорода свелась бы к организации фотокаталитического процесса переноса электронов от воды на протоны. Березин и Варфоломеев [71] предлагают несколько вариантов биофотолиза воды. Один из них представлен на рис. I. 8. [c.47]

Катализирует эту реакцию фермент гидрогеназа, действие которого сильно ингибируется кислородом, который выделяется вместе с водородом (что создает основную проблему для практического применения этого процесса). Основные усилия многих исследователей направлены на ее решение. При помощи генной инженерии проводится создание клеток водорослей с повышенной устойчивостью к кислороду. Однако даже если будут созданы такие микроорганизмы, необходимо будет разделять водород и кислород. Для уменьшения содержания выделяющегося кислорода предлагалось использовать как необратимые (глюкоза), так и регенерируемые (гемоглобин) абсорбенты кислорода. Однако их использование существенно снижает эффективность процесса получения водорода. Поэтому рассматриваются альтернативные процессы, в которых образование кислорода и водорода можно разделить в пространстве и во времени. Например, один из процессов (так называемый непрямой биофотолиз) объединяет несколько стадий. Одноклеточные водоросли или цианобактерии способны использовать солнечный свет для связывания углекислого газа и воды с образованием углеводов [c.43]

Разновидность биофотолиза — процессы выделения водорода из воды с помощью бесклеточных систем, содержащих хлоропласты и гидрогеназу по реакции [c.130]

В системах, имитирующих процессы биофотолиза живых клеток, для разложения воды используются различные органические и неорганические катализаторы. Может, например, быть применен хлорофилл, получаемый из зеленых водорослей либо путем синтеза. Уже есть сообщения о результатах исследований, дающих возможность в перспективе получать искусственный хлорофилл со скоростью, превышающей скорости этого процесса в природных системах. [c.211]

Переработка угля Биофотолиз [c.442]

Поскольку солнечный свет является мощным источником энергии, а количество имеющейся биомассы ограничено, некоторые биотехнологи, работающие над проблемами энергетики, занялись разработкой двух проблем, решение которых позволило бы повысить эффективность использования солнечной энергии. Во-первых, они пьггаются найти практические способы повышения эффективности конверсии солнечного света в биомассу, например путем выращивания водорослей при высокой концентрации углекислого газа и ограниченной освещенности в биореакторах со строго контролируемыми условиями роста. Во-вторых, они изучают возможность получения водорода путем расщепления воды при участии фотосистемы фотосинтезирующих организмов, т.е. путем биофотолиза. Технически проще всего получать водород, используя интактные сине-зеленые водоросли или процессы ферментации (брожения). Надо сказать,, однако, что если биотехнология всерьез намерена внести в будущем весомый вклад в производство энергии, то ей придется решить нетривиальную техническую задачу на основе биофотолиза разработать сложный реактор, включающий упорядоченные стабильные биофотосистемы. [c.22]

Разработана система биофотолиза воды на основе использования препаратов хлоропластов, экзогенного переносчика электрона (метилвиологен, ферредоксин, бензилвиологен, НАД) и бактериальных гидрогеназ [c.47]

По типу протекающих в клетках микроорганизмов реакций, получение водорода разделяют на ферментативный, фотоферментативный процесс и биофотолиз. Кратко остановимся на них. Для более детального знакомства с особенностями получения водорода при помощи микроорганизмов рекомендуем работы 177—79]. [c.41]

Более перспективны в данном отношении цианобактерии, поскольку выделение ими Нг связано с биофотолизом воды, которая пока остается наиболее дешевым и доступным субстратом. Не прекращаются работы и с водорослями, так как они также способны выделять Нг при разложении воды. Предлагается, кроме того, использовать комплексные системы, образующие Нг, в которые входят разные фототрофы или фототрофы и хемотрофы. [c.634]

Интересные результаты получены при экспериментальном изучении процесса одновременного получения водорода и кислорода путем биофотолиза воды, осуществляемого в анаэробных усло ВИЯХ той же водорослью в кювете, освещаемой лампой накаливания, дававшей интенсивность облучения 125 Вт/м [54]. Облуче ние культуры длилось 3 ч, а последующая выдержка в темноте — 1 ч. Скорость образования На и Ог сохранялась практически пО стоянной в течение более чем 100 ч и составляла для водородг примерно 2,4-10 , а для кислорода — 0,6-10- моль/ч на 1 мг во доросли. Важно отметить, что у второго поколения водорослей [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология