Energies renouvelables Biohydrogène: une alternative intéressante

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Energies renouvelables Biohydrogène: une alternative intéressante. Elèves du Biennio ITIS V IPIA Spécialisation Technique de chimie et biologie “ Leonardo da Vinci” Florence Prof. Claudia Polverini En partenariat avec Université de Florence – Département de Biotechnologies Agraires. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Energies renouvelablesBiohydrogne: une alternative intressante Elves du Biennio ITISV IPIA Spcialisation Technique de chimie et biologie Leonardo da VinciFlorenceProf. Claudia PolveriniEn partenariat avec Universit de Florence Dpartement de Biotechnologies Agraires

  • Le problme

    Au cours des derniers 100 ans la demande nergtique a cr beaucoup (voir le tableau ci-dessous). Dans le tableau on avance 3 hypothses de scnarios possibles en relation l'augmentation de la population mondiale et des consommations dnergie. Mme dans un scnario sujet des fortes restrictions nergtiques, dans le 2100 la demande mondiale quivaudra au double de celle actuelle.

  • Lemploi des combustibles fossiles auxquels nous nous sommes confis substantiellement jusqu' aujourdhui pour obtenir de l'nergie remet en circulation du CO2 fossile qui dtermine un accroissement du flux avec augmentation de l'effet serre.

  • Mme la Commission Europenne, en rfrence aux analyses sur laugmentation de la temprature moyenne globale conduites par lIPCC, juge que le scnario classifi comme intermdiaire, il ne peut pas se dfinir soutenable pour ses consquences sur l'environnement, sur la sant de l'homme, sur l'agriculture et sur le tourisme. La Commission europenne a estim quune augmentation de la temprature infrieure 2 degrs centigrades dterminerait des consquences encore grables et contrlables et ne pas encore irrversibles. Cet objectif implique une stabilisation de la concentration de CO2 en atmosphre au dessous des 550 ppmv (parties pour million en volume) quon pourrait obtenir par une rduction des missions de gaz serre dans le 2050 du 50% en atteignant les valeurs enregistrs en 1990 (ENEA Rapport nergie 2006)

  • Les biomasses sont extrmement importantes aujourd'hui dans la recherche de sources d'nergie renouvelables La combustion de biomasses produit de toute faon du gaz serre et donc comment on peut abattre la production de CO2 ?

    CO2

  • Une conversion biochimique est cela qui prvoit la possibilit de tirer de l'nergie pas directement des biomasses mais plutt dun vecteur nergtique : l'hydrogne. Ceci peut avoir un impact environnemental presque nul et il peut tre ralis partir des sources nergtiques primaires renouvelables, interchangeables et vastement disponibles

  • L'hydrogne

    L'hydrogne est l'lment chimique le plus lger. Il est trs mobil et difficile stocker et traiter en sret parce qu'il est trs inflammable et forme un mlange explosif avec l'oxygne de l'air. Ces facteurs rendent son utilisation complique. Comme vecteur nergtique il serait idal pour rduire les missions de CO2 dans l'atmosphre; en effet si sa production est verte l'utilisation comme combustible n'aurait pas quelque contre-indication pour lenvironnement, cela tant eau pure produite par sa combustion H2O2H2O

  • Production de lhydrogne Les recherches actuelles se concentrent sur deux modalits: la production dhydrogne par les microorganismes photosynthtiques et celle-l de bactries htrotrophes fermentantes.

    Mais pourquoi s'adresser vers ce type de recherche ? La microbiologie reprsente un procd bas impact environnemental en utilisant des sources renouvelables (par ex. les rsidus de l'industrie agraire).

  • Les procds essentiels sont la biophotolyse de l'eau, la fermentation de mlanges organiques, la photofermentation. Pour des ces procds les types suivants de microorganismes sont tudis: les microalgues vertes, les cyanobactries, les bactries rouges pas sulfureuses, les bactries fermentantes du genre Clostridium.

  • Systmes de production Biophotolyse directe :En pratique pour la biophotolyse de l'eau on utilis le procd naturel de la photosynthse effectue de tous les organismes photoautotrophes. Photofermentation Dans les bactries rouges pas sulfureuses l'nergie lumineuse n'effectue pas les photolyse de l'eau et donc il ny a pas de production de O2. Pour ce procd on utilise les substances organiques bas poids molculaire comme source d'hydrogne en particulier des acides organiques et donc la raction est appele des photofermentation Fermentation Les bactries qui induisent la fermentation ont des hautes vitesses de droulement d'hydrogne . La production d'hydrogne par les substrats organiques est continue (jour et nuit).L'Hydrogne est produit de beaucoup de types de substrats pauvres.

  • Systmes intgrsLes systmes hybrides sont constitus par bactries photosynthtiques et non. La combinaison des deux types de bactries est en gr de produire avant des molcules partir de la dcomposition de mlanges organiques de type diffrent (reflue civils et/ou industriels, refus organiques d'origine diffrente, etc) en utilisant des substrats qui constituent aujourd'hui les dchets (qui devraient tre stocks avec emploi de ressources conomiques) pour produire de l'nergie propre.

  • Activit de laboratoire Si on veut exprimenter de voisin l'action des microorganismes il est possible raliser deux activits : l'observation au Microscopes Optiques (M.O) de ces microorganismes et la production d'hydrogne en laboratoireL'observation est effectue en utilisant des M.O avec des agrandissements de 60 X 120 X 480 X et 1200 X avec un objectif immersion

  • Exprimenter Au-del de lobservation l'objectif de notre activit a t la production dhydrogne en laboratoire. L'exprimentation en laboratoire a t effectue pour suivre et quantifier la production dhydrogne par un terrain nutritif qui est semblable au produit de fermentation des dchets organiques par bactries fermentantes.

  • Elves V Spcialisation Technique de Chimie et BiologieProf. Claudia Polverini

  • Les phases:

  • ResultatsLes rsultats tangibles ont t une production dans nos bioracteurs de 2.148 litres de H2 en 166 heures environ avec une productivit moyenne de 8.43 ml de H2 /L h.

  • Les analyses des rsultats obtenus nous ont permis de comprendre mieux l'activit droule dans les instituts de Recherche dans ce secteur .Au-del des difficults pour optimiser les rsultats il nous a sembl de grande importance inventer l'exploitation d'un procs qui cherche utiliser de l'nergie ancre pige dans les matriels d'cart.