produccion de hidrogeno a partir de bacterias
TRANSCRIPT
PRODUCCION DE HIDROGENO A PARTIR DE
BACTERIAS SULFATOREDUCTORAS
DINA MENDOZA B.
Ing.Química, Docente Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco, Cartagena, [email protected].
RESUMEN: El desarrollo de combustibles limpios es un reto global por dos razones principales: Se necesitan
nuevos combustibles para complementar, y en últimas reemplazar las reservas de petróleo que en algún momento
escasearán, y segundo los combustibles limpios posteriormente disminuirán el impacto del calentamiento global. El
hidrogeno puede considerarse el combustibles del futuro debido a que las celdas de combustibles que lo usan
producen solo agua como residuo. Las fermentaciones para la producción de H2 ocurren por una diversidad de
organismos estrictamente anaeróbicos, además de aeróbicos cultivados en condiciones anóxicas, apareciendo como
una opción limpia para producir H2. Esta revisión pretende guiar los primeros pasos de los ingenieros dispuestos a
enfrentar el reto de estudiar la producción biológica de hidrogeno por vía fermentativa, como una opción energética
global viable.
PALABRAS CLAVE: Digestión anaeróbica, fermentación, bio-hidrogeno, biomasa, bio-reactor, manipulación
genética, hidrogenasa.
ABSTRACT: As a new clean energy source hydrogen production development is a global goal because two main
reasons, first, new fuels are needed to supplement and ultimately replace depleting hydrocarbon reserves, and
second, clean fuels production can slow the impact of global warming. Moreover, H2 is regarded as a non-polluting
fuel, because its combustion product is water (H2O). Furthermore, the energy value of H2 can be realized as
electricity in a fuel cell which eliminates air-pollution problems associated with combustion. Heterotrophic
fermentations for biohydrogen production are driven by a wide variety of microorganisms such as strict anaerobes,
facultative anaerobes and aerobes kept under anoxic conditions. Hydrogen is presently seen to be an important new
clean energy source. This mini-review is an attempt to support engineers’ information-seeking activities on hydrogen
production as viable global goal.
KEYWORDS: Anaerobic conditions, fermentation, Biohydrogen, Biomass, Bioreactor, Gene manipulation,
Hydrogenases.
1. INTRODUCCIÓN
Una gran cantidad de las necesidades energéticas del mundo son cubiertas por los combustibles fósiles25,
esto ha contribuido en el incremento de CO2 en la atmósfera y a la disminución de las reservas mundiales
de hidrocarburo. Recientemente la agencia internacional de energía reporto que las reservas conocidas de
carbón (1013 TeraWatt/año), petróleo (582 TeraWatt/año) y gas natural (539 TeraWatt/año) pueden
proveer un total de 2134 TeraWatt de energía. Actualmente el consumo global de energía esta alrededor
de 13 TeraWatt/año y se espera que se incremente hasta 46 TeraWatt/año en el 2100, esto supone una gran
disminución de las reserva de energía accesible para el final del siglo36,42.
El H2 posee un gran rendimiento energético 2.75 veces mayor que el de los hidrocarburos y puede usarse
directamente para producir electricidad mediante celdas de combustibles, esta tecnología tiene la ventaja
de ser eficiente, factible a cualquier escala y que sus residuos son agua y calor37.
Reguera2 se ocupó del tema del almacenamiento, mostrando inclusive las posibilidades de usar nano
tecnología. Por otra parte, Borja Marimon2 llevó a la práctica todo el proceso operativo asociado al H2,
Lopez-Perez et al33,49 difundieron el tema en la academia.
Grandes cantidades de biomasa están disponibles en forma de residuos orgánicos tales como desechos
sólidos municipales31,22, residuos de agricultura o bosque, y otros12. Algunos de estos residuos pueden ser
utilizados luego de aplicarles cortas etapas de pre tratamiento (generalmente dilución y maceración),
mientras que otros requerirán transformaciones químicas antes de ser utilizado como materiales para la
producción de bioenergía43. Procesos biológico tales como la producción anaeróbica de hidrogeno y
metano, y fermentación de alcohol son tecnologías futurista que jugarán un importante rol en la
explotación energética de la biomasa.38
Usando los mecanismo microbiológicos adecuados para la digestión anaeróbica13, el hidrogeno (bio-H2)
será el producto del proceso de digestión. La mayor ventaja de este avance sería la ausencia de emisiones
dañinas7.
Esta revisión muestra el estado del arte y perspectiva de la producción de bio- hidrogeno usando micro
organismos sulfato reductores. La revisión se enfoca en los artículos publicados principalmente entre los
años 2002 y 2012 a nivel internacional sobre el tema de la producción de hidrogeno por fermentación.
2. METODO
Para el siguiente artículo se utilizó la base de datos Scope, que contiene información sobre proyectos de
tecnología financiados totalmente, o en parte, por los fondos de la Comunidad Europea. La información
considera proyectos desde 1986 en adelante, y actualmente comprende más de 250 000 informes, también
se recurrió al buscador google para consultar los textos o referencias completas de los artículos y
completar la información requerida en algunos campos de los registros bibliográficos, como por ejemplo,
la afiliación completa del autor. Las palabras de búsqueda de información fueron biohidrogeno, bio
hydrogen, fermentación, fermentation, sulfate reduction, Hydrogenases.
3. CARACTERISTICAS DE LAS BACTERIAS SULFATO-REDUCTORAS
Las bacterias sulfato reductoras (SRB), son un grupo único de procariotas que fisiológicamente tienen la
capacidad de usar el sulfato como aceptor final de electrones en su respiración. Inicialmente fueron
tratada como curiosidades biológicas, y en las últimas décadas se ha concluido que son similares a otras
bacterias, diferenciándose en la manera como metabolizan el sulfato. Las SRB están esparcidas en la tierra
y desempeñan un papel importante dentro de la naturaleza en virtud numerosas interacciones.
[Escriba texto]
Figura 1. Interacción entre las bacterias sulfato-reductoras y la naturaleza.
Fuente: Larry Barton. Sulfate- Reducing Bacteria. New York, 1995.
Anteriormente se pensó que había pocas especies de SRB y que estas bacterias usaban lactato y piruvato
como soporte para su crecimiento. Mientras la sulfato-reducción fue la única reacción vinculada a estas
bacterias inicialmente, hoy es evidente que las SBR interactúan con muchos químico (figura1). Hay tres
grupos básico de SRB: eubacterias gram negativas, eubacterias gram positivas, y las arqueobacterias. Los
procesos que implica presentes en su medio ambiente la mineralización de materia orgánica mediante
sedimentación anaerobia son los que se muestran en la figura 2.
Los sistemas biológicos producen H2 de diversas maneras, entre las cuales están la biofitólisis directa,
biofitólisis indirecta, fotofermentaciones y fermentaciones. Cuando los compuestos orgánicos son la única
fuente de carbono y energía el proceso se denomina fermentación. En el caso que se requiera de luz como
fuente adicional de energía, el proceso se cataloga como fotobiológico. Estos procesos se llevan a cabo a
presión y temperatura ambiente, y por tanto requieren de menor consumo energético que los procesos
químicos o electroquímicos.
Las fermentaciones para la producción de H2 pueden ser llevadas a cabo por una gran cantidad de
microorganismos tanto en cultivos puros como mixtos (Tabla 1). Estas fermentaciones permiten la
producción de bio-H2 mediante procesos relativamente sencillos39, a partir de un amplio rango de sustrato
potencialmente utilizable11. Entre ellos se destacan los desechos orgánicos de diversas fuentes.
Biorremedación
Bio-corrosión
Tratamiento de
pantanos y
aguas
residuales
Producción
de Fuel oil
Animales
Transformación
geoquímica Desecho de
alimento
Ciclo
ambiental de
nutrientes
Bacterias
Sulfato
reductoras
Figura 2. Sedimentación anaeróbica.
(1)
+SO4
Fuente: BARTON. Sulfate- Reducing Bacteria. New York, 1995.
Desde hace unas décadas se ha estudiado la producción de biogás (una mezcla de metano y dióxido de
carbono) mediante el proceso de digestión anaerobia para el tratamiento de aguas residuales con alta carga
orgánica. Actualmente la digestión anaerobia tiene una aplicación práctica, Li et al.22 lo hicieron con los
alimentos y sus residuos, T. Reg Preston et al14 con las granjas, pero se esperan resultados incluso a nivel
industrial. Estos procesos tienen la ventaja de generar menos biomasas21, y presentan una ganancia neta
de energía recuperable en forma de biogás.
Tabla 1. Velocidades de producción y rendimientos de producción de H2 a partir de diversos inóculos y sustratos en
cultivo en lote. No es una lista exhaustiva.
Inoculo Sustratoa VVPH
(mmol H2/
Lcultivo-
h)e
Rendimiento
de H2
Condiciones de cultivoa
[pH, temperatura (°C),
% H2 en biogas (%v/v)]
Referencias
Clostridium butyricum
CGS5
Sacarosa
(20 g DQO/L)
8.2 2.78 mol H2/
mol sacarosa
5.5-6.0c, 37, 64 Chen et al., 2005
Clostridium
Saccharoperbu-
tyla cetonicum
ATCC 27021
Suero de leche crudo
(ca. 41.4 g lactosa/L)
9.4 2.7 mol H2/
mol lactosa
6.0d, 30, NRb Ferchichi et al., 2005
Escherichia coli W3110,
SR11*, SR12*, SR13*
Ácido fórmico
(25 mM)
11795 1.0 mol H2/
mol formiato
6.5d, 37, NR Yoshida et al., 2005
Bacteria mesofílica
HN001
Almidón (20 g/L) 59 2.0 mol H2/
mol glucosa
6.0c, 37, NR Yasuda & Tanisho, 2006
(
2
)
Materia Orgánica
Monómeros
H2, CO2, ácidos orgánicos, alcoholes
H2, CO2, acetato
CO2
CO2+ CH4
(4)
(2)
(5)
(4)
(5)
(3)
(4)
-SO4
[Escriba texto]
Suelo agrícola
(tratamiento térmico)
Materia orgánica de
aguas residuales.
6.2 100 ml H2/
g DQOremovida
6.1d, 23, 60 Van Ginkel et al., 2005
Lodo anaerobio
(Tratamiento ácido,
aclimatado en CSTR)
Sacarosa (20 g
DQO/L)
96 1.74 mol H2/
mol sacarosa
6.1d, 40, 45 Wu et al., 2005
Lodo anaerobio Glucosa
(∼21.3 g/L)
4.9-8.6 0.8-1.0 mol
H2/mol hexosa
5.7c, 34.5, 59-66 Cheong & Hansen, 2006
Lodo anaerobio Sacarosa (10 g/L) 8 1.9 mol H2/
mol sacarosa
5.5c, 35, NR Mu et al., 2006a
Lodo anaerobio Sacarosa
(24.8 g/L)
20 3.4 mol H2/
mol sacarosa
5.5c, 34.8, 64 Mu et al., 2006b
Lodo anaerobio Glucosa (3.76 g/L) 9 1.0 mol H2/
mol glucosa
6.2d, 30, 66 Salerno et al., 2006
La digestión anaerobia de materia orgánica compleja hasta metano y dióxido de carbono requiere de
cuatro pasos principales y de la acción de un consorcio microbiano de cinco grupos de microorganismos
que son distintos en su fisiología, como se muestra en la figura 3.
Figura 3. Diagrama esquemático del proceso de digestión anaerobia. Diferentes grupos tróficos: (a) bacterias
fermentativas, (b) bacterias acetogénicas, (c) bacterias homoacetogénicas, (d) arqueas metanogénicas
hidrogenotróficas, (e) arqueas metanogénicas acetoclásticas37 .
Fuente: Gustavo Dávila-Vázquez y Elías Razo-Flores. Producción biológica de hidrógeno por vía fermentativa:
Fundamentos y perspectivas. BioTecnología, Año 2007 Vol. 11 No. 3.
En los sistemas anaerobios de tratamiento de agua y bajo ciertas condiciones hidráulica este consorcio se
agrega en lo que se conoce como lodos granulares. Esta agregación en partículas densa ofrece ventajas
operativas a estos sistemas de tratamiento. Los polímeros orgánicos son hidrolizados (1) hasta monómeros
gracias a la acción de bacterias fermentativas. Estas mismas bacterias fermentan (2) los monómeros
dando como producto una mezcla de ácidos orgánico de bajo peso molecular y alcoholes. Estos productos
son oxidados hasta ácido acético por la acción de bacterias acetogénicas que a la par producen H2 en un
proceso denominado acetogénesis o acidogénesis.
Este paso también incluye la producción de acetato a partir de H2 y CO2. Las bacterias acetogénicas
productoras de H2 crecen en asociación sintrófica con los organismo metanogénicos hidrogenotróficos.
Estos últimos mantienen la presión parcial de H2 (mediante su consumo) lo suficientemente baja, y se ve
favorecida desde el punto de vista termodinámico la acetogénesis. Finalmente los metanógenos
acetoclásticos transforman el acetato en metano y dióxido de carbono como se puede notar en el figura 3.
En este proceso se produce H2 como intermediario, en un paso crucial de la digestión anaerobia. Sin
embargo cuando es de interés obtener hidrogeno como producto final, es necesario desacoplar su
producción (acidogénesis) del consumo (metanogénesis). Para lograrlo, partiendo del mismo consorcio
metanoénico es necesario hacer una selección de la población microbiana44 para eliminar a los
consumidores de H2. Afortunadamente algunas especies de Bacillus o Clostridium23 productoras de H2 son
resistentes a la temperatura elevada o a la desecación gracias a la formación de esporas9. Por lo tanto
tratando térmicamente (más de 90°C, por un mínimo de 20 minutos) el consorcio inicial se obtienen
esporas de organismos productores de bio-H2 y se eliminan a los metanogénicos que no son capaces de
esporular. Otra estrategia para obtener predominantemente una población productora de bio-H2, a partir de
un consorcio metanogénico, consiste en cultivar el consorcio en continuo a temperaturas mesofílicas,
usando por lo general sustratos simples (glucosa, sacarosa), a un Ph de entre 4-7, y tiempos de retención
hidráulicos (TRH) cortos (5-10H)37. Yogita et al16, cubillos41 y Nath et al10, vieron el efecto Ph,
temperatura, y tiempo, como variables de pre tratamiento.
4. ENERGIA SOLAR Y PRODUCCION DE COMBUSTIBLES.
La energía solar es el recurso de energía renovable más abundante (178000 TWatt/año, 13500 veces la
demanda global de energía), haciendo posible la producción de combustible limpio a gran escala40.
Una futura economía basada en el hidrogeno sería viable si se logran sistemas de producción sostenible de
H2 a gran escala que reemplaces los procesos de reformado de gas natural, la refinación de petróleo y la
gasificación del carbón. En las secciones siguientes describiremos el método directo (H2O H2) e
indirecto (H2O carbohidratos fermentación H2) para la producción de H2 basados en energía solar.
4.1 FOTOSINTESIS.
El punto inicial de todos los métodos de producción de hidrogeno basados en energía solar es el proceso
de fotosíntesis. La fotosíntesis puede ser dividida en oxigénica (productora de O2), ocurre en
cianobacterias y plantas, y no oxigénicas (bacteria morada y verde sulfúrica). Los organismos oxigénicos
usan la energía solar para extraer H+ y e- del agua los cuales se requieren para fijar el CO2 (figura 4). Los
organismos no oxigénicos no pueden generar el potencial de oxidación necesario para oxidar el agua, y
obtienen H+ y e- de una fuente de sustratos alternativos (ej. H2S). Bajo condiciones normales ambos
proceso usan H+ y e- para la síntesis de ATP, NAD(P), y finalmente la fijación de CO2 para la producción
[Escriba texto]
de carbohidrato tales como almidón glicógeno, los cuales pueden ser considerado los almacenadores de H+
y e- que pueden ser usado para producir H2. Bajo condiciones anaeróbicas en las cuales son bloqueados,
la fosforilación oxidativa, muchos organismos han desarrollado un mecanismo de sobrevivencia que
extrae energía de estos almacenadores liberando H+ y e- acoplados creando gradiente de H+ para
mantener el nivel esencial de ATP.
Figura 4. Bioquímica de la producción de H2 basado en energía solar.
Fuente: Jens Rupprecht & Ben Hankamer & Jan H. Mussgnug & Gennady Ananyev & Charles Dismukes & Olaf
Kruse. Perspectives and advances of biological H2 production in microorganisms. Appl Microbiol Biotechnol
(2006) 72:442–449.
Esta síntesis de ATP es controlada por el gradiente quimiosmótico de H+ y por fosforilaciones intermedias
producidas durante la fermentación. La neutralidad eléctrica exige la liberación de H+ y e- que en
ausencia de O2, son finalmente recombinados para producir H2 en lugar de H2O tal como ocurre en el caso
aeróbico36.
4.2 PRODUCCION DE H2 POR FERMENTACION BACTERIANA
Quizás la forma más simple de generar H2 es extraerlo de carbohidratos producto de fotosíntesis, usando
bacterias fermentativas como las extrictamente anaerobia y las anaerobias facultativas quimioheterotrofas
(eje, bacteria clostridia y entérica) que tienen hidrogenasa capaz de producir H2. La casi completa
conversión de glucosa a H2 (11.6 mol, 97%) usando las enzimas de ciclo fosfatopentosooxidativo fue
logrado in vitrio, indicando que no hay limitación que sea termodinámica intrínseca a la extracción de
todos los átomos de H2. Redwood et al8, estudiaron el efecto de modificaciones genéticas, las
hidrogenasas, y el pre-cultivo, en la producción de hidrógeno a partir de azúcar, Gönül et al30 estudiaron
en forma detallada el metabolismo bacteriano. Por otra parte Yuan Lu et al26 lo llevaron más allá al
intentar incrementar la productividad.
La fermentación a alta temperatura utilizando organismos termofílicos está pre dicha termodinámicamente
que será más eficiente24 y fue confirmada experimentalmente utilizando organismo mesofilico. En
comparación los fermentadores anaeróbico facultativo serán menos eficientes (16.6%) pero también
menos sensible al oxigeno y como resultado en procesos productivos a gran escala se podrán obtener
rendimientos de H2 superiores.
Recientemente la “barrera de fermentación” bioquímica fue reducida generando H2 a partir de acetato
usando una nueva “celda de combustible microbial” (MFC), un sistema anaeróbico. El sistema puede usar
agua de desecho del procesado de alimento (alta en azúcar) para la producción de hidrogeno y
electricidad.
5. PROCESO DE PRODUCTIVO DE BIOHIDROGENO
Las bacterias que son conocidas por producir hidrogeno incluyen Enterobacter, Bacillus y Clostridium17.
Los carbohidratos son los sustratos preferidos para la producción de hidrogeno por fermentación. La
glucosa isómero de las hexosas y los polímeros en forma de almidón o celulosa tienen diferentes
rendimiento de H2 por mol de glucosa dependiendo del tipo de fermentación y de los productos finales29.
Cuando el ácido acético es el producto final se obtiene un máximo de 4 moles H2:
C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 4H2COOH + 4H2 + 2CO2
Cuando butirato es producido, un máximo teórico de 2 moles de H2 por glucosa es obtenido:
C6H12O6 + 2H2O CH2CH2 CH2C OOH + 2H2 + 2CO2
Existen tres métodos para producir hidrogeno por fermentación:
a. Descarboxilación de ácido pirúvico
[Escriba texto]
b. Regulación del equilibrio NADH/NAD+
c. Producción de hidrogeno acetogénico
Figura 5. Diagrama del reactor fermentativo productor de H2.
1) tanque agua desecho 2) bomba de conteo, 3) reactor, 4) mezclador 5) contador de gas, y 6) filtro5.
Fuente: Wei HAN, Yong-feng LI, Hong CHEN, Jie-xuan DENG, Chuan-ping YANG. Bio-hydrogen production from molasses by anaerobic fermentation in continuos stirred tank reactor. AIP Conf. Proc. 1251, 252-
255 (2010).
Usando tres reactores como en la figura 5, Nanqui et al32, demostraron que bajo iguales condiciones
iniciales de sustrato y semilla, la poblaciones bacterianas pueden controlarse desde la operación32.
6. DETECCION DE MICROORGANISMOS.
Ha habido avances significativos en esta área45. Para detectar y monitorear microorganismos, se han
desarrollado diversas técnicas basadas en el DNA. Dentro de éstas se encuentra el análisis de T-RFLP
(Terminal Restriction Fragment Lenght Poly morfism) en el cual el DNA es sometido a cortes con
enzimas de restricción35, generando patrones únicos dependiendo del organismo del cual proviene el DNA
permitiendo de esta manera su identificación. La molécula 16S rDNA es parte estructural del ribosoma,
está presente en todos los seres vivos y cumple un rol primordial en la formación de proteínas,
específicamente sirve de lugar de unión del RNA mensajero. Las moléculas de rDNA bacteriano de gran
tamaño (16S y 23S) contienen varias regiones que son secuencias muy bien conservadas, las que son útiles
para determinar la cercanía genealógica entre dos organismos, pero al mismo tiempo presentan suficiente
variabilidad como para ser excelentes cronómetros filogenéticos. Es por ello que las técnicas asociadas a
las secuencias 16S rDNA, han sido ampliamente utilizadas en estudios de biodiversidad microbiana.
Actualmente se ha logrado una alta caracterización de la secuencia 16S rDNA y se han establecido
métodos estándar basados en dicha secuencia tanto para la identificación de filotipos (tipo bacteriano
particular) como para análisis filogenéticos.
6.1 ANALISIS DE RESULTADOS T-RFLP.
A partir de los perfiles de T-RFLP se puede analizar:
i. La diversidad de filotipos en cada muestra, dado que cada una corresponde a una comunidad biológica
integrada por un determinado número de filotipos, y cada uno de estos filotipos tiene importancia.
ii. La dinámica de los filotipos durante la operación del sistema, mediante el análisis conjunto de todas las
muestras y su respectiva diversidad de filotipos en función del tiempo.
6.1.1 ANALISIS DE BIODIVERSIDAD
El análisis de biodiversidad se puede realizar en tres niveles diferentes: dentro de comunidades (diversidad
alfa), entre las comunidades (diversidad beta), o para un conjunto de comunidades (diversidad gamma)15.
Diversidad alfa:
La gran mayoría de los métodos propuestos para evaluar la diversidad de especies se refieren a la
diversidad dentro de las comunidades. Para diferenciar los distintos métodos en función de las variables
biológicas que miden, se dividen en dos grandes grupos (Moreno, 2001):
i. Métodos basados en la cuantificación del número de especies presentes (riqueza específica).
ii. Métodos basados en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución proporcional del valor de
importancia de cada especie (abundancia relativa de los individuos, su biomasa, cobertura, productividad,
etc).
Diversidad beta:
La diversidad beta es el grado de reemplazo de especies o cambio biótico a través de gradientes
ambientales. A diferencia de las diversidades alfa y gamma que pueden ser medidas fácilmente en función
del número de especies, la medición de la diversidad beta es de una dimensión diferente porque está
basada en proporciones o diferencias. Estas proporciones pueden evaluarse con base en índices o
coeficientes de similitud, de disimilitud o de distancia entre las muestras a partir de datos cualitativos
(presencia-ausencia de especies) o cuantitativos (abundancia proporcional de cada especie medida como
número de individuos, biomasa, densidad, cobertura, etc.), o bien con índices de diversidad beta
propiamente dichos.
7. PERSPECTIVAS DE LA PRODUCCION BIOLOGICA DE H2
Se están abordando las limitaciones que aparecen con cada avance en este nuevo campo de ingeniería,
pero la mayoría es solo a nivel de laboratorio; los retos a supera son:
a. Aumentar los rendimientos (H2/sustrato). Se busca obtener entre (60%-80%)28.
[Escriba texto]
b. Los costos estimados de producción en muchos casos se basan en de datos ideales de 0$, en
etapas importantes del proceso18, un dato realista de costos sería un avance.
c. El tema no ha sido estudiado lo suficiente, y existen especulaciones sobre su futuro43. El hecho es
que hay muchas oportunidades. 8. CONCLUSIONES
Se recopiló información que puede acompañar los primeros pasos de una investigación sobre producción
de bio hidrogeno, recopila los términos básicos y conceptos que permiten motivarse, y seguir adelante en
un tema actual como las bacterias sulfato reductoras.
Esta revisión se basó más en establecer los fundamentos, que en profundizar un tema específico, teniendo
cuidado en no caer en imprecisiones, pues no se tuvo el acompañamiento multidisciplinario que el tema
requiere.
Existe un aumento a medida que transcurren los años, de la producción de artículos sobre la producción de
bio hidrogeno, y ello destaca un interés internacional creciente sobre el tema, que permitirá al sector
energético desarrollar productos y procesos teniendo en cuenta el medio ambiente.
Se requiere trabajar en investigación para minimizar los riesgos para introducir la producción de
hidrogeno en condiciones industriales, y también trabajar para que el conocimiento tecnológico rompa
paradigmas para asimilación de hidrogeno como combustible.
9. RECOMENDACIONES
Actualizar la revisión antes de empezar una investigación en el tema pues está en permanente
actualización, y existen diferentes opiniones sobre su estado de arte.
Utilizar en investigaciones futuras el acompañamiento de áreas específicas sobre el tema, para lograr un
rápido entendimiento de los conceptos microbiológicos.
REFERENCIAS
1. A comprehensive and quantitative review of dark fermentative bio-hydrogen production.
simon rittmann and christoph herwig. . biomass bioenerg. 2012;36:293–335.
2. Almacenamiento de hidrógeno en nanocavidades. e. reguera.rcf vol. 26, no. 1, 2009. p. 3-14.
3. Biocombustibles de segunda generación y biodiesel: una mirada a la contribución de
launiversidad de los andes.andrés fernando gonzález ph.d. profesor asistente, departamento de
ingeniería química, universidad de los andes. revista de ingeniería. universidad de los andes.
bogotá, colombia.rev.ing. issn. 0121-4993. noviembre de 2008. [email protected]
4. Bio-hydrogen production from molasses by anaerobic fermentation in continuos stirred
tank reactor. wei han, yong-feng li, hong chen, jie-xuan deng, chuan-ping yang. aip conf. proc.
1251, 252-255 (2010).
5. Biohydrogen production through fermentation using liquid swine manure as substrate jun
zhu, xiao wu, curtis miller, feiyu, paul chen and roger ruan. journal of environmental science and
health part b (2007) 42, 393–401.
6. Bio-hydrogen production using a two stage fermentation process. alalayah w. m. , kalil m. s.,
kadhum a. a. h., jahim j: m., & alauj n. m. pakistan journal of biological science 12 (22):
1462:1467, 2009.
7. Definición de macroproyectos de investigación en la cadena productiva de bioetanol e
hidrógeno, mediante la vigilancia tecnológica. omar freddy prias, meylin gonzález cortés,
tamara león aliz, erenio gonzález suárez, y viatcheslav kafarov. centro azúcar 33(1): enero-marzo,
2006.
8. Dissecting the roles of escherichia coli hydrogenases in biohydrogen production. mark d.
redwood1, iryna p. mikheenko, frank sargent & lynne e. macaskie. fems microbiol lett 278 (2008)
48–55.
9. Effect of fermentation temperature on hydrogen production from cow waste slurry by using
anaerobic microflora within the slurry. hiroshi yokoyama & miyoko waki & naoko moriya &
tomoko yasuda & yasuo tanaka & kiyonori haga. appl microbiol biotechnol 2007 74:474–483.
10. Effect of some environmental parameters on fermentative hydrogen production by
enterobacter cloacae dm11 kaushik nath, anish kumar, and debabrata das.can. j. microbiol. 52:
525–532(2006).
11. Effect of substrate loading on hydrogen production during anaerobic fermentation by
clostridium thermocellum 27405. rumana islam . nazim cicek .richard sparling . david levin.
appl microbiol biotechnol (2006) 72: 576–583.
12. Engineers boost hydrogen production. bruce logan. energy users news, september 2002, page
38.
13. Enhancement effect of gold nanoparticles on the bioactivity of hydrogen-producing microbe liu gnangzhen, ma zhanfang, shen jianquan. vol. 21 no. 4 journal of wuhan university of
technology. dec. 2006.
14. Environmentally sustainable production of food, feed and fuel from natural resources in the
tropics. t. reg preston. trop anim health prod (2009) 41:873–882. e-mail:[email protected].
15. Estudio de la reducción de azufre elemental y producción de sulfuro de hidrógeno en
bioreactores anaeróbicos.tesis doctoral. claudio manuel escobar antoine.universidad de chile.
octubre 2009.
[Escriba texto]
16. Evaluation of biogas production from solid waste using pretreatment method in anaerobic
condition. yogita singhal1#, sumit kr bansal1! and radhika singh1. int. j. emerg. sci., 2(3), 405-
414, september 2012. e-mail : yogitasinghal342@gmail .com,[email protected],
17. Evaluation of kinetic parameters for bio hydrogen production by anaerobic suspended
growth reactor using synthetic feed and up scaling anaerobic suspended growth reactor
using complex feed. r.hema krishna, s.venkata mohan, a.v.v.s.swamyintemational joumal of
chemistry vol. 3, no. 2; june 2011.
18. Fermentative biohydrogen production: trends and perspectives. gustavo davila-vazquez,
sonia arriaga, felipe alatriste-mondragon, antonio de leon rodr?guez, luis manuel rosales-colunga,
el?as razo-flores. rev environ sci biotechnol (2008) 7:27–45.
19. Fermentative hydrogen production from glucose and starch using pure strains and artificial
co-cultures of clostridium spp.masset et al. biotechnology for biofuels 2012, 5:35.
20. Hidrógeno como vector energético, teoria y práctica.borja marimon massoni. ingeniería
técnica naval en servicios y propulsión del buque. proyecto final de carrera. upc / fnb -
septiembre 2011. 164 páginas.
21. Hydrogen production by fermentation: review of a new approach to environmentally safe
energy production. n. q. ren,? y. f. li, a. j. wang, j. z. li, j. ding, and m. zadsar. aquatic ecosystem
health & management, 9(1):39–42, 2006. e-mail: [email protected]
22. Hydrogen production characteristics of the organic fraction of municipal solid wastes by
anaerobic mixed culture fermentation li donga, yuan zhenhonga, sun yongminga, kong
xiaoyinga, zhang yua. international journal of hydrogen energy34(2009)812–820.
23. Hydrogen production conditions from food waste by dark fermentation with clostridium
beijerinckii kctc 1785. jung kon kim, le nhat, young nam chum, & si wouk kim. biotechnology
and bioprocess engineering 2008, 13: 499-504.
24. Hydrogen production from paper sludge hydrolysate. zsófia kádár, truus de vrije, miriam a. w.
budde, zsolt szengyel, kati réczey, and pieternel a. m. claassen. applied biochemistry and
biotechnology vol. 105–108, 2003.
25. Improvement of fermentative hydrogen production: various approaches. kaushik nath .
debabrata das. appl microbiol biotechnol (2004) 65: 520–529.
26. Improvement of hydrogen productivity by introduction of nadh regeneration pathway in
clostridium paraputrificum yuan lu & chong zhang & hongxin zhao & xin-hui xing. appl
biochem biotechnol (2012) 167:732–742.
27. Let there be light -bacterial generation is the solution to the search for new ways of
generating electricity to be found under the microscope?. giorgos efthimiou gulldford.
biologist . volume 52 number 4, august 2005.
28. Limitations of bio-hydrogen production by anaerobic fermentation process: an overview ka
yu, cheng ; ralf, cord-ruwisch^ and goen, ho. renewable energy for sustainable development
edited by p. jennings, g. ho, k. mathew, and c. v. nayar.
29. Fermentative hydrogen production. instituto potosino de investigación científica y
tecnológica. san luis potosi, slp, méxico, 78216.
30. Metabolically engineered bacteria for producing hydrogen via fermentation. gönül vardar-
schara, toshinari maeda and thomas k. wood.microbial biotechnology (2008) 1(2), 107–125.
31. Microbial community of sulfate-reducing up-flow sludge bed in the sani® process for saline
sewage treatment. jin wang & manyuan shi & hui lu & di wu & ming-fei shao & tong zhang &
george a. ekama & mark c. m. van loosdrecht & guang-hao. chen. appl microbiol biotechnol
(2011) 90:2015–2025.e-mail: [email protected].
32. Microbial community structure of ethanol type fermentation in bio-hydrogen production. nanqi ren, defeng xing, bruce e. rittmann, lihua zhao, tianhui xie and xin zhao. environmental
microbiology (2007) 9(5), 1112–1125.
33. Microbiología de la producción controlada de sulfuro de hidrógeno. una experiencia de
trabajo en el laboratorio de educación secundaria. lópez pérez, j.p. , j.j. jiménez, a. fabregat y
j.a. gutiérrez. [email protected]. rev. eureka enseñ. divul. cien., 2010, 7(2), pp.
573-578.
34. Microbiología de la producción de hidrógeno. josé pedro lópez pérez. ies “ortega y rubio”.
30170. mula. murcia. españa. [email protected]. revista eureka sobre enseñanza y
divulgación de las ciencias 8 (2), 201-204, 2011.
35. Pack (1983) respiration and the respiratory enzyme activity in aerobic and anaerobic
cultures of the marine denitrifying bacterium, pseudomonas perfectomadnus. packard tt,
garfield pc, martinez r (1983) deep sea res 30(3a):229-243.
36. Perspectives and advances of biological h2 production in microorganisms jens rupprecht &
ben hankamer & jan h. mussgnug & gennady ananyev & charles dismukes & olaf kruse. appl
microbiol biotechnol (2006) 72:442–449.
37. Producción biológica de hidrógeno por vía fermentativa: fundamentos y perspectivas gustavo dávila-vázquez y elías razo-flores. biotecnología, año 2007 vol. 11 no. 3.
38. Producción de hidrógeno a partir de biomasa. optimización de la gasificación por aplicación
del diseño estadístico de experimentos. amaya arteche calvo, susana pérez gil, mikel belsué
echeverría, sara zamorano senderos, iñigo peciña carril, jorge j. aragón puy, inés rincón arroyo
jorge. rev. dyna diciembre 2008 vol. 83, nº 9: 531-540.
39. Repeated-batch fermentative for bio-hydrogen production from cassava starch
manufacturing wastewater. suksaman sangyoka, alissara reungsang & samart moonamart.
pakistan journal of biological science 10 (11): 1782:1789, 2007.
40. Revisión de los materiales fotocatalíticos para la producción de hidrógeno a partir de h2s.
laura milena corredor-rojas. ing. univ. bogotá (colombia), 15 (1): 171-195, enero-junio de 2011.
41. Simultaneous effects of ph and substrate concentration on hydrogen production by
acidogenic fermentation. genoveva cubillos, ramon arrué, david jeison,rolando chamy, estela
[Escriba texto]
tapia, jorge rodríguez, gonzalo ruiz-filippi. electronic journal of biotechnology issn: 0717-3458
vol.13 no.1, issue of january 15, 2010.
42. Sistema de aprovechamiento de la energía de las olas del mar. pi amorós, gabriel. junio 2010.
196 páginas.
43. Studies on the effects of pretreatment on production hydrogen from municipal sludge
anaerobic fermentation feng wu1,2, shao-qi zhou1,*, yang-lan lai1, wen-jiao zhong2. natural
science, 2009, 1, 10-16.
44. Sulphate-reducing bacteria, their properties and methods of elimination from groundwater a. wargin*, k. ola?czuk-neyman, m. skucha. polish j. of environ. stud. vol. 16, no. 4 (2007), 639-
644.
45. The bacterial sulfur cycle of intertidal sediment in a pacific estuary. david john minter.
university of 45. oregon, requirements for the degree of doctor of philosophy june 1982.
46. Two steps biohydrogen production: biomass pretreatment and fermentation c. ma, h. h.
yang, l. j. guo. international symposium on multiphase flow, 2010. pag 1060-1065,
47. User-friendly mathematical model for the design of sulfate reducing h2/co2 fed bioreactors g. esposito; p. lens; and f. pirozzi. j. of environmental engineering march 2009 / 167.
48. Using microbes to generate electricity. Dr clarke, prof david richardson and prof julea butt of
uea science news(may 25, 2011) ,
49. Uso y abuso de imagen en la enseñanza. perales palacios, f. javier.enseñanza de las ciencias,
2006, 24(1), 13–30.
50. What is research? paul d. leedy, jeanne ellis ormrod. practical research, part one the
fundamentals.planning and design, ninth edition,publ. by m. merrill. 2010