دانلود مقالات ISI درباره بیوهیدروژن + ترجمه فارسی

بیوهیدروژن (biohydrogen) هیدروژنی است که به صورت بیولوژیکی و اغلب به وسیله جلبک‌ها و باکتری‌ها تولید می‌شود. بیوهیدروژن یک زیست سوخت (biofuel) بالقوه است که از دو روش کشت و زباله‌های مواد آلی قابل حصول است. پالایشگاه‌ها تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان هیدروژن در حجم بالا می‌باشند. امروزه 96 درصد کل هیدروژن از سوخت‌های فسیلی مشتق شده است که 48 درصد آن از گاز طبیعی، 30 درصد از هیدروکربن‌ها، 18 درصد از زغال سنگ و در حدود 4 درصد از الکترولیز می‌باشد. پروژه‌های فرآوری شن‌های نفتی، گاز به مایع و گاز سازی زغال سنگ که در حال انجام هستند، نیاز به مقدار زیادی از هیدروژن دارند و انتظار می‌رود که در چند سال آینده مصرف آن به میزان قابل توجهی افزایش یابد. یک کاربرد مهم هیدروژن در آینده می‌تواند به عنوان یک جای‌گزین برای سوخت‌های فسیلی باشد. این کاربرد وابسته به توسعه روش‌های ذخیره‌سازی است که قادر ذخیره سازی مناسب، توزیع و احتراق هیدروژن باشند. تخمیر صنعتی هیدروژن یا تجزیه تمام سلولی نیاز به یک مقدار محدود از انرژی دارد زیرا شکافت آب که با تجزیه تمام سلولی به دست می‌آید، انرژی فعال‌سازی را کاهش می‌دهد. جلبکی به نام Chlamydomonas reinhardtii که نوعی جلبک سبز است، گاهی از تولید اکسیژن به تولید هیدروژن تغییر حالت می‌دهد. اگر محیط کشت جلبک خالی از گوگرد شود، جلبک از تولید اکسیژن (فتوسنتز طبیعی) به تولید هیدروژن سویچ می‌کند. آنزیمی که مسئول این واکنش است هیدروژناز (hydrogenase) نام دارد ولی هیدروژناز این عملکرد را در حضور اکسیژن از دست می‌دهد. عدم وجود گوگرد باعث می‌شود که جریان اکسیژن در داخل جلبک قطع شود و هیدروژناز امکان انجام واکنش را پیدا کند. اگر هیدروژن توسط تخمیر به صنعت معرفی شود، فرآیند تخمیر وابسته به اسیدهای آلی به عنوان بستری برای تخمیر خواهد بود. اسیدهای آلی برای نرخ‌های بالای تولید هیدروژن لازم هستند. اسیدهای آلی را می‌توان از هر منبع مواد آلی مانند فاضلاب و یا ضایعات کشاورزی مشتق کرد. مهم‌ترین اسیدهای آلی اسید استیک، اسید بوتیریک و اسید پروپیونیک هستند. یک مزیت بزرگ این است که تولید هیدروژن به روش تخمیر نیاز به گلوکز به عنوان بستر ندارد. تخمیر هیدروژن باید یک فرآیند تخمیر پیوسته باشد تا نرخ‌های تولید بالا را حفظ کند؛ زیرا به چندین روز زمان نیاز است تا این که تخمیر وارد نرخ تولید بالا شود. چندین استراتژی برای تولید هیدروژن در مقیاس آزمایشگاهی به روش تخمیر یافت شده است. با این حال هیچ استراتژی برای تولید در مقیاس صنعتی یافت نشده است.