CC BY
144УДК 576.8, 581.13
БИОВОДОРОД: ВОЗМОЖНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ И БАКТЕРИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДОРОДА
С. А. Марков
Государственный университет им. Остина Пи, кафедра биологии а/я 4718, Кларксвилл, штат Теннесси, 37044, США Тел.: 1 (931) 221-7440; факс: 1 (931) 221-6323; E-mail: [email protected]
The review surveys data on molecular hydrogen production by algae and bacteria available in literature and obtained by author with a view of practical application of this technology. The current knowledge about physiology and biochemistry of H2 production by algae and bacteria was described and biological H2-producing processes that could be used for a large-scale production of hydrogen already today were identified. Particular attention in the review is given to bioreactors for hydrogen production by algae and bacteria.
0>JEPrET>JJ<A >J TPATJCNORT
M еТОДЬ I\OJ\y-\3rVAQ\ водорода
HYDROGEN ENERGY AND TRANSPORT Hydrogen production methods
Введение
Микроскопические водоросли и бактерии выделяют молекулярный водород, используя для этого неорганические, например, воду, или органические вещества, например, сахар. Получение водорода из водорослей и бактерий очень заманчиво и может найти практическое применение в ближайшем будущем, однако в настоящее время все возможные способы производства водорода из микроорганизмов находятся на уровне экспериментальных разработок.
Целью настоящего обзора является описание наиболее перспективных способов получения водорода из водорослей и бактерий. Дополнительную информацию по разным аспектам биологического выделения водорода можно найти в последних обзорах по этой теме [1—4].
Получение водорода из воды с помощью фотосинтетических микроорганизмов
В определенных условиях микроскопические зеленые водоросли и цианобактерии могут выделять молекулярный водород в фотосинтетических реакциях, используя воду как источник электронов и солнечный свет как источник энергии. Получение водорода из воды водорослями и цианобактериями под действием солнечного света наиболее перспективно, так как запасы воды и солнечной энергии практически неистощимы и возобновляемы.
Статья поступила в редакцию 22.12.2006 г.
Как зеленые водоросли, так и цианобакте-рии используют фотосинтетический аппарат для выделения водорода. Фотосинтез — это комплекс биохимических реакций для превращения (конверсии) солнечной энергии в химическую энергию органических веществ, таких как углеводы. В процессе фотосинтеза электроны из воды переносятся на углекислый газ, который превращается в углеводы. В безвоздушных условиях (без углекислого газа, кислорода и азота) зеленые водоросли и цианобактерии переносят электроны на протоны и выделяют молекулярный водород.
Зеленые водоросли. Способность к выделению водорода зелеными водорослями была обнаружена Гаффроном и Рубиным [5] 65 лет назад. В течении долгого времени способность к выделению водорода зелеными водорослями рассматривалась как курьезный факт, не имеющий особой практической значимости: большинство водорослей выделяли водород в меньшем количестве, чем другие микроорганизмы. Наиболее изученной водорослью среди выделяющих водород является Chlamydomonas reinhardtii. Эта одноклеточная водоросль удваивает биомассу в течении 6 ч и не требует больших усилий для ее поддержания. Chlamydomonas широко используется в исследовательских лабораториях для изучения различных аспектов фотосинтеза в качестве модельной системы. Фермент гидрогеназа катали-
The article has entered in publishing office 22.12.2006
зирует производство водорода у зеленых водорослей согласно уравнению [6]:
2Н+ + 2е- ^ Н2.
Молекулярный кислород вызывает инактивацию этого фермента в течении 2-3 мин. К тому же при наличии кислорода не происходит экспрессии гена, ответственного за гидрогеназу. Выделение водорода водорослями, таким образом, регистрируется только в бескислородных (анаэробных) условиях. Чтобы получить водород из зеленых водорослей, их клетки нужно поместить в атмосферу инертного газа, например, аргона, или в атмосферу молекулярного азота, или в условия частичного вакуума [7]. К тому же нужно постоянно удалять кислород, который выделяется водорослями в процессе фотосинтеза.
Проблема чувствительности гидрогеназы и ее генов к кислороду долгое время останавливала исследования в области выделения водорода зелеными водорослями. Недавно непрерывное выделение водорода С. геЬ^агйШ было достигнуто путем удаления серы из среды выращивания, что вызвало обратимую инактивацию фотосинтетического выделения кислорода [8]. Ведутся работы по получению мутантов зеленых водорослей с нечувствительной или мало чувствительной к кислороду гидрогеназой [9]. Так, удалось получить мутант С. геЬ^агйШ с гидрогеназой на 330 % менее чувствительной к кислороду. Последние достижения вызвали большой интерес в мире к зеленым водорослям, выделяющим водород. За короткое время было опубликовано большое количество статей [1013] и был достигнут значительный прогресс в области выделения водорода зелеными водорослями, включая механизм процесса и способность манипулировать физиологией с целью повышения скорости и продолжительности выделения водорода. Гены, ответственные за производство водорода, были также определены [10, 12, 14]. С. геЬ^агйШ выделяет водород со скоростью от 4,0 до 5,5 мл/ч на грамм сухой клеточной биомассы (см. табл.).
Исследования по изучению выделения водорода зелеными водорослями считаются в насто-ящеее время наиболее перспективными.
Цианобактерии. Образование водорода клетками цианобактерий было впервые показано в 1973 г. [15]. Цианобактерии по строению клеток и на молекулярном уровне являются типичными бактериями. Однако их кислородвыделяющий фотосинтез типичен для водорослей (да и выглядят они как водоросли), и поэтому цианобатерии также известны под именем синезеленых водорос-
лей. Для поддержания культур цианобактерий требуется меньше питательных веществ по сравнению с зелеными водорослями; многие представители цианобактерий способны получать азот для построения клеточных компонентов из воздуха. Однако растут они намного медленее зеленых водорослей, таких как Chlamydomonas. Для выделения водорода цианобактерии используют два фермента: нитрогеназу и гидрогеназу.
Нитрогеназа катализирует следующую реакцию:
N3 + 6е- + 6Н+ + 16АТФ ^ 2 NH4+ + + 16АДФ + 16Фн + Н2,
где АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, АДФ — аденозиндифосфосфорная кислота, Фн — неорганический.
Основная функция этой реакции — ассимиляция молекулярного азота из воздуха; водород выделяется цианобактериями как сопутствущий продукт. Как и гидрогеназа, фермент нитроге-наза очень чувствителен к кислороду. У циано-бактерий, которые используют этот фермент, нитрогеназа находится в специализированных клетках — гетероцистах. Нитрогеназа в гетеро-цистах защищена от ингибирующего воздействия кислорода. Гетероцисты имеют очень толстую оболочку, слабо пропускающую кислород, к тому же гетероцисты обладают активным дыханием (поглощением) и, в отличии от остальных клеток (вегетативных), не выделяют кислород. Описанные черты делают гетероцистные цианобакте-рии единственными организмами, способными выделять водород в присутствии молекулярного кислорода в воздушной атмосфере.
Другой фермент, ответственный за выделение водорода у цианобактерий, это так называемая обратимая (двухсторонняя) гидрогеназа, которая может катализировать также и поглощение водорода. Отдельные виды цианобактерий могут иметь как нитрогеназу, так и гидрогеназу. Способность цианобактерий к выделению водорода, катализируемая только гидрогеназой, изучена слабо. Большинство исследований посвящено выделению водорода с помощью нитрогеназы у содержащих гетероцисты цианобактерий. Многочисленные виды и штаммы цианобактерий были изучены на способность к выделению водорода [19]. Скорость производства водорода варьируется в пределах 10-40 мл/ч на грамм сухой клеточной биомассы (см. табл.). По сравнению с зелеными водорослями вода, однако, вовлечена в производство водорода у гетероцистных циано-бактерий через серию промежуточных реакций. Другим недостатком Н2-выделяющих систем, ос-
Скорость выделения водорода водорослями и бактериями
Микроорганизм Скорость выделения водорода, Ссылка
мл Н2/г сухой клеточной биомассы в час
Chlamydomonas reinhardtii ДО 5,5 13
Anabaena variabilis до 20 16
Enterobacter aerogenes до 400 17
Rubrivivax gelatinosus до 700 18
нованных на гетероцистных цианобактериях, является то, что они тратят много клеточной энергии на этот процесс. Около 40 % клеточной энергии, запасенной в виде АТФ, тратится на подержание нитрогеназы. Таким образом, катализируемое нитрогеназой выделение водорода — очень энергозависимый процесс. С этой точки зрения более перспективным было бы использование цианобактерий, не содержащих гетероцист, которые могут использовать для выделения водорода только гидрогеназу, не потребляя при этом огромного количества энергии. К тому же вода напрямую вовлечена в производство водорода у таких цианобактерий. Однако широкое использование безгетероцистных цианобактерий для выделения водорода упирается в ту же проблему чувствительности гидрогеназы к кислороду, описанную выше для зеленых водорослей.
Получение водорода путем конверсии угарного газа
Получение водорода путем конверсии угарного газа (СО) основано на уникальной реакции, найденной Уффеном [20] у фотосинтетической пурпурной бактерии. Пурпурные бактерии — это одноклеточные микроорганизмы своеобразной розовой или красной окраски, связанной с наличием у них пигментов фотосинтеза. Культуры штамма пурпурной бактерии, описанной Уффен-ном, выделяют водород в результате так называемой шифт-реакции (реакции конверсии) согласно уравнению:
СО + Н20 ^ С02 + Н2.
Образование водорода в этом случае происходит из воды, что было показано в опытах с использованием 3Н2О. В отличии от цианобакте-рий и водорослей пурпурные бактерии не используют для разложения воды солнечную энергию, и показанная выше реакция идет в темноте. Большим приемуществом по сравнению с подобной же химической реакцией, которая требует высоких температур и нескольких стадий, является то, что эта реакция происходит при комнатной температуре в одну стадию. Выделение водорода катализируется двумя ферментами: гид-рогеназой и специфической СО-гидрогеназой, работающими вместе.
Многочисленные штаммы пурпурных бактерий, включая Rubrivivax gelatinosus CBS2, были выделены в чистую культуру в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в США и исследованы на выделение водорода. Скорости выделения водорода этими бактериями варьрируются от 140 до 700 мл/ч на грамм сухой клеточной биомассы (см. ссылку к табл.).
Ряд проблем существует на пути практического применения шифт-реакции. Одна из них — токсичность угарного газа. Наличие достаточного количества угарного газа при практическом применении этой реакции для массового получения водорода может стать другой проблемой. В настоящее время предполагаемым источником СО представляется газ, получаемый путем термаль-
ной газификации биомассы и содержащий большое количество угарного газа.
Получение водорода на основе брожении
Многие бактерии могут выделять водород в результате брожения, используя для этого органические соединения, например, сахара. Бакте- < рии, выделяющие водород, найдены среди пред- $ ставителей 25 % родов бактерий, представлен- £
с
ных в последнем издании определителя бактерий и Берги [21]. Среди этих бактерий есть такие из- | вестные виды, как Escherichia coli, а также патогенные для человека бактерии, такие как У Salmonella. Способность бактерий выделять во- | дород известна еще с 19 века [22]. Гидрогеназа ^ катализирует этот процесс. Скорости образова- § ния водорода бактериями, осуществляющими о брожение (до 400 мл/ч на грамм сухой клеточной биомассы), намного выше по сравнению со скоростями образования водорода фотосинтетическими микроорганизмами (см. табл.). Однако эффективность образования водорода при брожении невысока — обычно 20-30 % энергии, заключенной в используемом органическом веществе. Наряду с выделением водорода при сбраживании сахаров происходит образование других продуктов, например, уксусной кислоты. В этих продуктах и остается остаток невысвобож-денной энергии. К тому же стоимость органических веществ — исходных субстратов для выделения водорода, таких как сахара или крахмал, относительно высока, и количество их недостаточно.
Определенный интерес в прикладном плане представляют бактерии, способные расти в дешевых органических средах, включая ряд бытовых и сельскохозяйственных отходов. Можно, например, сочетать продукцию водорода с очисткой сточных вод. Сточные воды содержат большое количество органических веществ для брожения. Обычно конечный продукт такого брожения — метан, выделяемый архибактериями. Образование метана идет через стадию образования водорода. Теоретически можно остановить процесс на уровне водорода. Установки для образования метана уже действуют в ряде стран, включая США, Китай и Индию. Их можно бу- % дет использовать и для получения водорода. Проблема здесь — неэффективность сбраживания органического вещества сточных вод в во- | дород. Только малая часть энергии, заключен- | ной в органических веществах (см. выше), высво- §< бождается при этом процессе по сравнению с | 80-90 % энергии при образовании метана. По- 6 вышение выхода энергии при выделении водо- >• рода из сточных вод потребует больших иссле- ^
с
довательских усилий. Другой проблемой при S массовом производстве водорода может стать 0 ограниченное количество сточных вод.
В качестве сырья для брожения можно также использовать целлюлозу. Ряд бактерий способен сбраживать это вещество, составляющее основу клеточных стенок растений. Целлюлоза — самое распространенное органическое вещество на пла-
нете. К сожалению, эффективное сбраживание целлюлозы представляет еще большую проблему по сравнению со сточными водами. В этом плане более выгодным кажется производство водорода в виде сопутствующего продукта при получении ряда высокоценных и требуемых в боль-ь ших количествах веществ. Водород может быть & получен, например, при производстве уксусной ~ кислоты. Еще более перспективным может стать ^ использование пурпурных фотосинтетических | бактерий для получения водорода из органичес-а ких соединений в результате так называемого £ фотоброжения. Некоторые органические соеди-| нения, такие как малат, могут разлагаться пур-¡С пурными бактериями в присутствии света с пол-й ным высвобождением энергии. Единственными
0 продуктами такого метаболизма являются только Н2 и С02.
Потенциальная проблема, связанная с практическим использованием пурпурных бактерий, это использование ими энергетически неэффективного фермента — нитрогеназы (см. выше). Недавно был предложен еще один альтернативный способ получения водорода при совместном использовании водорослей и бактерий [23]. Предполагаемый процесс основан на использовании водорослей, выращиваемых в прудах для получения из них крахмала. Этот крахмал предполагается затем использовать для производства водорода при бактериальном брожении. Для этого процесса могут быть испытаны термостабильные бактерии, эффективность образования водорода при брожении которых может состовлять до 83 % энергии, заключенной в используемом органическом веществе. Приемуществом нового метода является применение солнечной энергии и воды (для выращивания водорослей) при производстве водорода. Предложенный альтернативный процесс не ингибируется кислородом (не использует чувствительную к кислороду гидрогеназу водорослей) и не представляет никакой опасности для людей (как в случае С0-шифт-реакции).
Биореакторы для получения водорода из микроорганизмов
Биореакторы считаются большинством иссле-< дователей абсолютно необходимыми для промыш-^ ленного получения водорода из водорослей и бак-о- терий, поэтому проектирование биореакторов на-з чалось с момента обнаружения выделения водорода '| этими организмами. Биореакторы — это приборы
1 для оптимального культивирования и функцио-| нированиия микроорганизмов (или выделения во° дорода микроорганизмами). Водоросли и бактерии, особенно фотосинтетические, в большом ко-
¡3 личестве можно выращивать в открытых водоемах.
° В таких условиях можно получать достаточное
©
для выделения водорода количество организмов, однако очень трудно контролировать рост водорослей или бактерий. Водоемы могут, например, быть загрязнены другими микроорганизмами, не выделяющими водород.
Для получения водорода были испытаны несколько типов биореакторов. Эти биореакто-
ры могут быть разделены на две группы на основе природы реакции выделения водорода: (1) фотобиореакторы с использованием цианобакте-рий и зеленых водорослей для фотовыделения водорода и (2) биореакторы, использующие тем-новые процессы брожения или конверсии угарного газа для выделения водорода бактериями.
Фотобиореакторы (до сих пор только лабораторные) в виде плоских закрытых бутылок использовали для зеленых водорослей [24]. Для цианобактерий наиболее практичны трубчатые фотобиореакторы [25, 26]. Так, фотобиореак-тор для выделения водорода из мутанта циано-бактерии Anabaena variabilis PK84 состоит из прозрачной поливинилхлоридной трубки (42 м длиной, 07,9 мм), закрученной спиралью вокруг вертикального пластикового прозрачного цилиндра [25]. Это так называемый трубчатый спиральный фотобиореактор. Объем фотобиоре-актора 2 л, высота 0,4 м. Фотобиореактор про-булькивался под давлением смесью воздуха и углекислого газа (до 5 %) для снабжения циа-нобактерий углеродом и отделения водорода. Скорость выделения водорода в таком фотобио-реакторе достигала 19 мл Н2/м2 в час при освещении флуоресцентной лампой. Интенсивность освещения 3 Вт/м2. Фотобиореактор был испытан также при естественном освещении и в естественных температурных условиях в теплице (Марков, не опубликовано). Интересно, что хотя освещение было важно для выделения водорода, дневные флуктуации в выделении водорода связаны больше с температурой, нежели с освещением. Другой трубчатый фотобиореактор, так называемый окологоризонтальный фотобиореак-тор, для выделения водорода из цианобактерий был построен на открытом воздухе на Гавайских островах [27]. Фотобиореактор располагался на поставленной под углом 10° платформе и состоял из 20 метровых пластиковых труб диаметром 3,8 см и общим объемом до 230 л. Фото-биореактор пробулькивался смесью воздуха и углекислого газа. Так как биореактор распологался под углом, пузырьки углекислого газа медленно поднимались по трубам, эффективно снабжая клетки цианобактерий углекислым газом (углеродом) и удаляя водород. Интересно, что подобные фотобиореакторы для выращивания водорослей и бактерий объемом до 10000 л строили в Советском Союзе в 80-х годах на базе Иститу-та биотехники в Москве и Узбекистане. Преимущество окологоризонтального фотобио-реактора над спиральным заключается в том, что первый не требует больших давлений для снабжения цианобактерий углекислым газом. Недостаток его в том, что фотобиореактору нужно много пространства (земли) для установки.
Традиционные ферментеры, так называемые биореакторы-баки, используемые, например, при пивоварении, обычно применяются для получения водорода в экспериментальных установках при использовании брожения. Биореакторы с полыми волокнами [18] были успешно испытаны для получения водорода бактериями при ис-
пользовании шифт-реакции. Полые волокна сделаны из полупроницаемой мембраны. Небольшие молекулы и газы свободно проходят через мембрану полых волокон, клетки же, в связи с их размерами, не могут пройти через мембрану. Таким образом, биореакторы с полыми волокнами позволяют быстро отделять водород от клеточной суспензии. Бактериальные клетки растут на полых волокнах. Такие клетки называются иммобилизованными клетками. Многие водоросли и бактерии существуют в природе в иммобилизованном состоянии, на частичках почвы или в симбиозе с другими организмами. Считается, что иммобилизация повышает физиологические функции водорослей и бактерий. Биореактор, который успешно использовался для шифт-реакции, состоял из пластиковой колонки (АМ-40М -SD, Asahi Medical CO., Япония) с полыми волокнами 180 мкм диаметром. Объем колонки биореактора 48 мл, а общая площадь полых волокон 0,8 м2. Большая разница между поверхностью и объемом биореактора позволяла построить компактную систему с высокой плотностью клеток внутри. Биореактор был построен так, что СО (10 % in N2) и питательная среда с помощью насоса поступали из внутреннего пространства волокон наружу внутри колонки биореактора. Бактерии были иммобилизованы на внешней стороне полых волокон. Выделение водорода со средней скоростью 125 мл в час на грамм сухой клеточной биомассы (максимальная скорость 700 мл в час на грамм сухой клеточной биомассы) наблюдалась более 8 месяцев. Водород (20 % Н2 в атмосфере С02), полученный в биореакторе с полыми волокнами, можно было после удаления углекислого газа непосредственно использовать в топливных элементах.
Заключение
Биологическое производство водорода имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами получения водорода. 0но требует небольших водоемов или простых устройств — (фото)-биореакторов, которые могут быть простым прозрачным баком или пластиковыми трубками. Биореакторы, основанные на брожении или шифт-реакции, могут быть использованы уже сегодня. Другое преимущество биологического производства водорода — это низкие энергетические затраты, особенно при производстве из водорослей и бактерий, использующих солнечный свет как источник энергии. Технология получения водорода, основанная на солнечной энергии, может быть внедрена в практику, если найти путь эффективного использования солнечного света водорослями и бактериями. Потенциально фотосинтетические водоросли и бактерии могут превращать солнечную энергию в энергии водорода с 30-40 % эффективности [3]. 0днако в настоящее время максимальная эффективность конверсии солнечной энергии в водород водорослями, описанная в литературе, была 24 % [28]. Тем не менее это намного больше эффективности конверсии солнечной энер-
гии в другие биологические топлива, основанные на фотосинтезе, такие как биоэтанол и биодизель (в настоящее время меньше 4%). В связи с этим Национальный научный совет США советует перегрупировать национальную исследовательскую программу по биологическим топ-ливам с тем, чтобы больше времени и ресурсов уходило на фундаментальные исследования в области выделения водорода водорослями и бактериями, основанного на фотосинтезе.
Список литературы
1.Tamagnini P., Axelsson R., Lindberg P., Oxelfelt F., Wunschiers R., Lindblad P. Hydroge-nases and hydrogen metabolism of cyanobacteria // Microbiology and Molecular Biology Rev. 2002. Vol. 66, No. 1. P. 1-20.
2. Kruse O., Rupprecht J., Mussgnug J. H., Dismukes G. C., Hankamer B. Photosynthesis: a blueprint for energy capture and biohydrogen production technologies // Photochemical and Photo-biological Sci. 2005. Vol. 4. P. 957-969.
3. Prince R. C., Kheshgi H. S. The photobio-logical production of hydrogen : potential efficiency and effectiveness as a renewable fuel // Critical Rev. in Microbiology. 2005. Vol. 31. P. 19-31.
4. Rupprecht J., Hankamer B., Mussgnug H., Ananyev G., Dismukes C., Kruse O. Perspectives and advances of biological H2 production in microorganisms // Appl. Microbiology and Biotechnology. 2006. Vol. 72, No. 3. P. 442-449.
5. Gaffron H. Rubin J. Fermentative and photochemical production of hydrogen in algae // J. of General Physiology. 1942. Vol. 26. P. 219-240.
6. Das D., Dutta T., Nath K., Kotay S. M., Das A. K., Veziroglu T.N. Role of Fe-hydroge-nase in biological hydrogen production // Current Science. Vol. 90, N. 12. P. 1627-1637.
7. Markov S. A., Bazin M. J., Hall D. O. Hydrogen photoproduction and carbon dioxide uptake by immobilized Anabaena variabilis in a hollow-fiber photobioreactor // Enzyme and Microbi-al Technology. 1995. Vol. 17. P. 306-310.
8. Melis A., Zhang L., Forester M., Ghirar-di M. L., Seibert M. Sustained photobiological hydrogen gas production upon reversible inactiva-tion of oxygen evolution in the green alga Chlamy-domonas reinhardtii // Plant Physiology. 2000. Vol. 122. P. 127-135.
9. Seibert M., Flynn T., Benson D., Tracy E., Ghirardi M. Development of selection and screening procedures for rapid identification of H2-producing algal mutants with increased O2 tolerance/Ed. by O. R. Zaborsky // Biohydrogen. 1998. P. 227-234.
10. Forestier M., King P., Zhang L., Posewitz M., Schwarzer S., Happe T., Ghirardi M., Seibert M. Expression of two [Fe]-hydrogenases in Chlamydomonas reinhardtii under anaerobic conditions // European Journal of Biochemistry. 2003. Vol.270. P. 2759-2758.
11. Melis A., Happe T. Trails of green alga hydrogen reserch — from Hans Gaffron to new frontiers// Photosynthesis research. 2004. Vol. 80. P. 401-409.
12. Posewitz M. C., King P. W., Smolinski S. L., Zhang L., Seibert M., Ghirardi M. Discovery of
В4
two novel radical s-adenosylmethionine proteins required for the assembly of an active [Fe] hydro-genase // The Journal of Biological Chremistry. 2004. Vol.279, No. 24. P. 25711-25720.
13. Ghirardi M. L., King P. W., Posewitz M. C., Maness P. C., Fedorov A., Kim K., Cohen J., Schulten < K., Seibert M. Approaches to developing biological g H2-producing organisms and processes // Biochemical * Society Transactions. 2005. Vol. 33. P. 70-72. S 13. Markov S. A., Eivazova E. R., Greenwood J.
и
■¡5 Photostimulation of H2 production in the green I alga Chlamydomonas reinhardtii upon photoinhi-ь bition of its O2-evolving system // Int. J. Hydro-| gen Energy. 2006. Vol.31. P. 1314-1317. % 14. Happe T., Kaminski A. Differential regu-
S lation of the Fe-hydrogenase during anaerobic ad° aptation in the green alga Chlamydomonas rein-0 hardti // European Journal of Biochemistry. 2002. Vol. 269. P. 1022-1032.
15. Ощепков В. П., Никитина К. А., Гусев М. В., Красновский А. А. Выделение молекулярного водорода культурами синезеленых водорослей // ДАН СССР. 1973. T. 213. C. 739-746.
16. Markov S. A. Bioreactors for hydrogen production/Ed. by O. R. Zaborsky // Biohydrogen. 1998. P.393-390.
17. Tanisho S. Feasibility study of biological hydrogen production from sugar cane by fermentation // Hydrogen Energy Progress XI. Proc. 11th World Hydrogen Energy Conference, Stuttgart, Germany, 23-28 June 1996. Vol. 3. P. 26012606.
18. Markov S.A., Weaver P. F., Seibert M. Potential of using microorganisms in hollow-fiber bioreactors for hydrogen production // Ibid. P. 2619-2624.
19. Schütz K., Happe T., Troshina O., Lind-blad O., Leitao E., Oliveira P., Tamagnini P. Cy-
anobacterial H2 production — a comparative analysis // Planta. 2004. Vol. 218. P. 350-359.
20. Uffen R. L. Anaerobic growth of a Rho-dopseudomonas species in the dark with carbon monoxide as sole carbon and energy substrate // Proc. of the National Academy of Sciences of the USA. 1976. Vol. 73. P. 3298-3302.
21. Tanisho S. Why and how much hydrogen bacteria evolve by fermentation // Hydrogen 2004. Abstracts 15th World Hydrogen Energy Conf., June 27-July 2, 2004, Yokohama, Japan. P. 112
22. KoHflpaTbeBa E. H., Гоготов И. H. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. М.: Наука, 1981.
23. Benemann J. R. A photobiological hydrogen production process // Presentation at National Hydrogen Association Meeting, Hollywood, CA, April 27, 2004. P. 1-14.
24. Schulz R., Schnackenberg J., Stangier K., Wunschiers R., Zinn T., Senger H. Light-dependent hydrogen production of the green alga/Ed. by O. R. Zaborsky // Biohydrogen. 1998. P. 243-251.
25. Markov S.A., Weaver P. F., Seibert M. Spiral tubular bioreactors for hydrogen production by photosynthetic microorganisms: design and operation // Appl. Biochemistry and Biotecnolo-gy. 1997. Vol. 63-65. P. 577-584.
26. Tredici M.R., Zittelli G. C., Benemann J. R. A tubular integral gas exchange photobioreactor for biological hydrogen production/Ed. by O. R. Zaborsky // Biohydrogen. 1998. P. 391-401.
27. Szyper J. P., Yoza B. A., Benemann J. R., Tredici M., Zaborsky O. R. Internal gas exchange photobioreactor/Ed. by O. R. Zaborsky // Ibid. P. 441-446.
28. Greenbaum E. Energetic efficiency of hydrogen photoevolution by algal water splitting// Biophysical Journal. Vol. 54. P. 365-368.
Italy
goes renewable
A Verona -Italy ltJIJW.M)]!
B' tdiliOü
tllH-Ullirul : ill bill il L failp'mp
31 ll«IFV1dtlf inp "I,1 •i-liI . 41 : mi -I« ill ■ I
THE SOLAR SYSTEM photovoltaics, solar thermal
• mono- & poly-crystalline, amorphous PV modules
• AC inverters
• cabling components for PV systems
• mounting structures for PV systems
• turn-key grid-connected PV plants
• solar tracking PV plants
• roof-integrated PV plants
• fa?ade-integrated PV plants, PV sun shading & louvre blinds
• PV systems & hybrid systems for off-grid applications
• PV street lighting
• flat plate, evacuated pipes, unglazed & air solar collectors
• solar boilers, piping & components for solar thermal system
• complete natural & forced circulation DHW systems
• combined space heating & DHW solar systems
• combined solar thermal & gas systems
• solar cooling
• concentration systems for solar thermal power
THE GREEN PLANET biomass, biogas, liquid biofuels
• Woodlogs, woodchips & woodpellets gasification boilers
• biomass district heating
• combined solar thermal & biomass systems
• steam cycle, gasification, ORC & Stirling engine biomass-fired CHP
• farm, landfill & sewage biogas plants
• biodiesel & vegetables oil burners
WATER, WIND AND FIRE hydropower, windpower, geothermal energy
• turbines, components & turn-key mini-hydro plants
• large-hydro plant refurbishment
• offgrid & grid-connected small-scale windpower
• windfarms
• turn-key geothermal heating & cooling plants
• geothermal well drilling
MICROGEN & POLYGEN distributed cogeneration, trigeneration
• biogas- & natural gas-fired ICE CHP plants
• natural gas microturbines
• diesel- & biofuels-fired ICE CHP plants
• tri-generation plants
HYENERGY hydrogen and fuel cells
• distributed generation with fuel cells systems
• fuel cells vehicles
• hydrogen-fuelled internal combustion engine vehicles
ECOMOVE alternative vehicles and fuels
• hybrid vehicles
• electric vehicles, PV recharging stations for electric vehicles
• pure and in-blend biodiesel, biodiesel-validated vehicles
• dedicated LPG & CNG vehicles, transformation kits
• technologies and systems for sustainable urban mobility
CONSULTING, DESIGN, SERVICES, ESCOs, CARBON TRADING, R&D
• renewable energy planning, resource assessment
• project development & design
• green labelling, renewable energy trading
• ESCOs, performance contracting, third party financing
• renewable energy heat service & leasing schemes
• green energy banking & financing schemes
• carbon management, carbon trading, CDM & Joint implementation
• professional training
• technology information & transfer
• R&D, demonstration, testing & certification
PROFESSIONAL SOFTWARE, TECHNICAL PRESS
SECTOR ASSOCIATIONS, INSTITUTIONS
Organising staff
¡Mcptcnm-gic.
Piazzetta Trento e Trieste 10/b 32032 Feltre (BL) Fax 0439 84 98 54
Italian exhibitors
[email protected] Ph. 0439 849 855 International desk
[email protected] Ph. +39 0439 840 922
Press and advertising
[email protected] Ph. 0439 847 652 Info
Ph. 0439 849 855
