Untersuchungen zur Erhöhung der Wasserstoffausbeute in einer anaeroben Hydrolysestufe

Viac o knihe

Die weltweite Wasserstoffproduktion basiert derzeit fast ausschließlich auf fossilen Kohlenstoffen. Um eine CO2-neutrale Wasserstoffwirtschaft zu etablieren, sind biochemische Verfahren wie Biophotolyse, Photofermentation und fermentative H2-Produktion vielversprechend. Besonders die fermentative H2-Bildung zeigt aufgrund ihrer hohen Produktionsrate und des breiten Substratspektrums großes Potenzial. Die H2-Konzentration in der Flüssigphase eines Fermenters ist entscheidend für hohe Ausbeuten, da die Synthesewege durch Endprodukthemmung beeinflusst werden. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die H2-Produktion in einer anaeroben Hydrolyse durch Absaugung des Fermentergasraums gesteigert werden kann. Experimente mit Maissilage in kontinuierlich durchmischten Reaktoren zeigten, dass der Gasdruck zwischen 0,45 und 0,75 bar durch eine Vakuumpumpe reguliert werden konnte. Die H2-Ausbeute konnte in fast allen Versuchen um 8 bis 13 % erhöht werden. Diese Ergebnisse dienten zur Simulation der fermentativen H2-Bildung. Ein technisches Konzept zur Abschätzung der H2-Herstellungskosten wurde ebenfalls entwickelt. Um die Biomasse optimal zu nutzen, wurde die anaerobe Hydrolyse mit einer Biogasanlage kombiniert. Für zukünftige H2-Herstellungskosten von etwa 5 € kg-1 müssen die Ausbeuten gesteigert, die Investitionskosten gesenkt und lignocellulosehaltige Reststoffe als kostengünstige Rohstoffbasis genutzt werden, um das Verfahre