Chinas neues System liefert 33 % mehr Biowasserstoff und bindet CO₂

Erhöhte Wasserstoffausbeute: Das Team hat Wollastonit als einen Agenten mit Doppelfunktion eingeführt, der gleichzeitig die Wasserstoffausbeute steigert und CO₂ einfängt. „Eine optimale Dosierung von 10 g/L wurde identifiziert, die die Lag-Phase von 23,13 auf 12, verkürzte und die Wasserstoffausbeute von 158,11 ± 3,44 mL/g verbrauchtem Glukose auf 210,75 ± 15,87 mL/g verbrauchtem Glukose erhöhte", sagten die Forscher in der Studie. „Mechanistisch pufferte Wollastonit den pH-Wert des Systems und lenkte den metabolischen Fluss, indem er Clostridium anreicherte und Lactobacillus unterdrückte." Wollastonit (CaSiO₃) ist ein natürlich vorkommendes Silikatmineral, das mit Doppelfunktion eingesetzt wurde.

Maximale CO₂-Abscheidung Während sich während der Fermentation Säuren anreichern, lösen sie das Mineral allmählich auf, verbrauchen Protonen und setzen Calciumionen frei. Dieser Mechanismus bietet eine kontinuierliche, sich selbst regulierende pH-Pufferung, die das System bei einem pH-Wert von 6,5 bis 7,0 stabilisierte.

Bei einer optimalen Dosierung von 10 g/L verringerte sich die Latenzphase der Wasserstoffproduktion um etwa 50 %, und die spezifische Wasserstoffausbeute stieg um rund 33 %, so die Forscher. „Wollastonit ermöglichte zudem die in-situ-CO₂-Speicherung durch Ausfällung als CaCO₃.

Allerdings wurde die maximale CO₂-Abscheidung bei einer höheren Dosierung (≥15 g/L) erreicht, was zwar den erforderlichen neutralen pH-Wert passiv einstellte, jedoch die Wasserstoffausbeute beeinträchtigte. Dies führte zu einem Konflikt mit der für die Wasserstoffproduktion optimalen Dosierung von 10 g/L", so die Forscher in der im Chemical Engineering Journal veröffentlichten Studie.