La producción de hidrógeno por fermentación es la conversión fermentativa de sustratos orgánicos en H2 . El hidrógeno producido de esta manera se suele llamar biohidrógeno . La conversión la efectúan bacterias y protozoos , que emplean enzimas . La producción de hidrógeno por fermentación es una de varias conversiones anaeróbicas .
Las reacciones de fermentación oscura no requieren energía lumínica. Estas son capaces de producir hidrógeno de manera constante a partir de compuestos orgánicos durante el día y la noche. Por lo general, estas reacciones están asociadas a la formación de dióxido de carbono o formato. Las reacciones importantes que dan como resultado la producción de hidrógeno comienzan con la glucosa , que se convierte en ácido acético : [1]
Una reacción relacionada produce formato en lugar de dióxido de carbono :
Estas reacciones son exergónicas en 216 y 209 kcal/mol, respectivamente.
Utilizando la biología sintética , las bacterias pueden ser alteradas genéticamente para mejorar esta reacción. [2] [3]
La fotofermentación se diferencia de la fermentación oscura porque sólo se lleva a cabo en presencia de luz . La electrohidrogénesis se utiliza en las células de combustible microbianas .
Por ejemplo, se puede emplear la fotofermentación con Rhodobacter sphaeroides SH2C para convertir ácidos grasos de moléculas pequeñas en hidrógeno. [4]
Enterobacter aerogenes es un productor de hidrógeno excepcional. Es una bacteria anaeróbica facultativa y mesófila que puede consumir diferentes azúcares y, a diferencia del cultivo de anaeróbicos estrictos, no se requiere ninguna operación especial para eliminar todo el oxígeno del fermentador. E. aerogenes tiene un tiempo de duplicación corto y una alta productividad de hidrógeno y tasa de evolución. Además, la producción de hidrógeno por esta bacteria no se inhibe a altas presiones parciales de hidrógeno; sin embargo, su rendimiento es menor en comparación con los anaeróbicos estrictos como Clostridia . Las bacterias anaeróbicas estrictas pueden producir un máximo teórico de 4 mol H 2 /mol glucosa. Las bacterias anaeróbicas facultativas como E. aerogenes tienen un rendimiento máximo teórico de 2 mol H 2 /mol glucosa. [5]