臺灣國際科展

廢紙漿發酵產氫之探究

科展類別
臺灣國際科展
屆次
2008年
科別
微生物學
學校名稱
國立臺中第一高級中學
指導老師
張建鴻
作者
林哲群、謝秉儒
關鍵字
廢紙漿,氫氣,二氧化碳,潔淨能源

摘要或動機

氫氣在燃燒後只會產生水而不產生溫室氣體之二氧化碳,可謂一種潔淨能源。 生質能源是屬於碳中性(Carbon neutral)型之利用方式,因此本研究著眼於如何建構一個操作簡便的共代謝系統,將生質料源從微生物之發酵反應中釋放氫氣出來。 實驗的主要方法是利用好氧性的Bacillus thermoamylovorans 與厭氧性的Clostridium butyricum 共培養分解廢紙漿以生產氫氣。廢紙漿是混合的基質,內富含纖維素、並含一些油墨及少許雜質。利用Bacillus thermoamylovorans 是好氧菌,同時也能將廢紙漿中的纖維素轉換成還原醣的特性,將原本有氧的環境轉換成絕對厭氧的環境,並將廢紙漿中的纖維素轉化成Clostridium butyricum 可以利用的還原醣。如此一來,原本不利於Clostridium butyricum 生長的環境,卻能透過簡單的共培養方式創造出有利於Clostridium butyricum 生長的環境並產生氫氣。除此之外,我們也對不同碳源、不同的植菌量、不同的氧氣量,比較其產氫能力差異,發現增加氧氣量可以提升最後的產氫量大約2.7 倍。 ;Our major goal is to develop a cost-effective biohydrogen production system by the co-culturing of Bacillus thermoamylovorans and Clostridium butyricum. The aerobic Bacillus thermoamylovorans will consume oxygen and converse waste paper pulp into reductant-sugar and the anaerobic Clostridium butyricum will generate hydrogen after oxygen is consumed. With the increase of aeration, the aerobic Bacillus thermoamylovorans growsappropriately leading to more biohydrogen production. However, in enhanced aeration condition, the Bacillus thermoamylovorans will consume sugars that can offer for the Clostridium butyricum. So we can conclude that the control of oxygen is the key point for the system to operate.


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