Ферментативное производство водорода - это ферментативное преобразование органических субстратов в H2. Полученный таким образом водород часто называют биоводородом. Превращение осуществляется бактериями и простейшими, которые используют ферменты. Ферментативное производство водорода - одно из нескольких анаэробных преобразований.
Реакции темной ферментации не требуют световой энергии. Они способны постоянно производить водород из органических соединений в течение дня и ночи. Обычно эти реакции сопровождаются образованием диоксида углерода или формиата. Важные реакции, приводящие к образованию водорода, начинаются с глюкозы, которая превращается в уксусную кислоту :
Родственная реакция дает формиат вместо диоксида углерода :
Эти реакции являются экзэргоническими на 216 и 209 ккал / моль соответственно.
Используя синтетическую биологию, бактерии могут быть генетически изменены, чтобы усилить эту реакцию.
Фотоферментация отличается от темного брожения, потому что оно происходит только в наличие света. Электрогидрогенез используется в микробных топливных элементах.
Например, фото-ферментация с Rhodobacter sphaeroides SH2C может использоваться для преобразования низкомолекулярных жиров кислоты в водород.
Enterobacter aerogenes - выдающийся производитель водорода. Это анаэробная факультативная и мезофильная бактерия, способная потреблять различные сахара, и в отличие от культивирования строгих анаэробов, для удаления всего кислорода из ферментера не требуется никаких специальных операций. E. aerogenes имеет короткое время удвоения, высокую продуктивность и скорость выделения водорода. Более того, производство водорода этой бактерией не подавляется при высоких парциальных давлениях водорода; однако его урожайность ниже по сравнению со строгими анаэробами, такими как Clostridia. Теоретический максимум 4 моль H 41 2 33 / моль глюкозы может быть произведен строго анаэробными бактериями. Теоретический максимальный выход факультативных анаэробных бактерий, таких как E. aerogenes, составляет 2 моль H 2 / моль глюкозы.