System-level energy efficiency is the greatest barrier to development of the hydrogen economy

Hydrogen Production by Anaerobic Fermentation - General Aspects and Possibility of Using Brazilian Agro-Industrial Wastes

“…4 A maior utilização do hidrogênio hoje é como reagente em indústrias químicas e petroquímicas para a produção de fertilizantes (com uma quota de 50%), seguida pelo tratamento do petróleo bruto (aproximadamente 37%).…”

“…A fermentação anaeróbia consiste em um processo biológico no qual um consórcio de diferentes tipos de micro-organismos promove a transformação de compostos orgânicos complexos (carboidratos, proteínas e lipídios) em produtos mais simples, tais como ácidos orgânicos voláteis (ácidos acético, propiônico, isobutírico e butírico), álcoois (etanol, butanol), H 2 , CO 2 e CH 4 . 36 A degradação da matéria orgânica em ambientes anaeróbios envolve a cooperação entre diferentes micro-organismos responsáveis por uma fermentação estável e autorregulada.…”

“…138 Devido aos diferentes tempos de retenção hidráulica observados para os processos acidogênicos e metanogênicos, reatores de diferentes dimensões podem ser empregados, levando assim a uma redução do custo do processo. 142 Além disso, estudos têm demonstrado que a separação física dos consórcios acidogênico e metanogênico apresenta uma vantagem em termos de estabilização do processo quando comparada ao sistema de um único estágio para produção de CH 4 , uma vez que o consórcio acidogênico apresenta uma maior capacidade de assimilação de choques de carga orgânica e variações de pH e temperatura. 132,134,140 Estudos na literatura mostram que o processo em dois estágios para produção de H 2 e CH 4 permite uma maior obtenção de energia quando comparado ao processo em um único estágio para produção de CH 4 .…”

“…142 Além disso, estudos têm demonstrado que a separação física dos consórcios acidogênico e metanogênico apresenta uma vantagem em termos de estabilização do processo quando comparada ao sistema de um único estágio para produção de CH 4 , uma vez que o consórcio acidogênico apresenta uma maior capacidade de assimilação de choques de carga orgânica e variações de pH e temperatura. 132,134,140 Estudos na literatura mostram que o processo em dois estágios para produção de H 2 e CH 4 permite uma maior obtenção de energia quando comparado ao processo em um único estágio para produção de CH 4 . 139,140 Uma análise teórica do potencial energético da produção de H 2 e CH 4 em dois estágios e da produção de CH 4 em um único estágio a partir de diferentes substratos (sacarose, glicose, frutose, xilose e glicerina) é demonstrada na Tabela 7.…”

“…No entanto, ao se analisar os ganhos ambientais efetivos, deve-se considerar a matéria prima utilizada no processo de geração do hidrogênio, uma vez que diferentes fontes, renováveis ou não, podem ser utilizadas. 4 O desenvolvimento de tecnologias para produção biológica de hidrogênio a partir de biomassa constitui uma área bastante promissora. Dentre os sistemas biológicos para produção de H 2 , a fermentação anaeróbia tem se destacado, devido principalmente à maior produção de H 2 quando comparada aos outros processos biológicos e a possibilidade de utilização de diferentes materiais residuais como substrato.…”