Bitkisel atıklardan biyohidrojen gazı üretimi

Abstract

Fosil yakıt kullanımı, çağımızın en önemli sorunları olarak kabul edilen küresel ısınma ve iklim değişikliğinin tetikleyici faktörlerinden biri olan sera gazlarının kontrolsüz salınımına sebep olmaktadır. Bu sebeple, yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışma kapsamında, ayrık otu kökü ve meyan kökünün karanlık fermantasyon yöntemi ile biyohidrojen üretim potansiyeli değerlendirilmiş ve deneysel çalışmalarda kullanılacak olan bitkisel atığa karar verilmiştir. Buna göre ayrık otu kökünün daha verimli biyohidrojen üretim potansiyeline sahip olduğu görülmüş ve çalışmalara ayrık otu kökü ile devam edilmiştir. Aşı kültürü olarak orman atıkları ve evsel atıklardan oluşturulan kompost kullanılmıştır. Biyohidrojen üretimi için en uygun substrat konsantrasyonları karışım değerleri, Box-Wilson istatistiksel deneysel tasarım modeli kullanılarak belirlenmiş ve hesaplamalar IBM SPSS (deneme sürümü) ile yapılmıştır. Bu kapsamda en uygun hidrojen üretim koşullarını sağlamak için amonyum klorür ve ayrık otu yaprağının ayrık otu kökü ile harmanlanması gereken konsantrasyon karışım değerleri belirlenmiştir. 125 g/L ayrık otu kökü ve 14,875 g/L ayrık otu yaprağı kullanılmasının en uygun hidrojen üretimini sağladığı sonucuna varılmış ve bu nokta için üç tekrarlı verifikasyon deneyleri yapılmıştır. Verifikasyon deney sonuçları ile modelin tahmin ettiği sonuçlar sırasıyla H2 verimi, H2 üretim hızı ve toplam uçucu yağ asidi üretim verimi için %92,3, %67,7 ve %92 oranında benzer çıkmıştır.

The use of fossil fuels causes the uncontrolled release of greenhouse gases, which are one of the triggering factors of global warming and climate change, which are considered to be one of the most important problems of our age. For this reason, the importance of renewable energy sources is increasing day to day. Within the scope of this study, biohydrogen production potential from couch grass and licorice rhizomes was evaluated by dark fermentation and the substrate to be used was determined. As a result of the experimental studies, it was seen that hydrogen production from couch grass rhizome was more efficient and therefore studies were continued with this biomass. A compost of domestic and forest wastes was used as inoculum culture. Most convenient substrate concentration blends for biohydrogen production were determined using the Box-Wilson statistical experiment design and calculations were done with IBM SPSS (trial version). In this context, concentrations of ammonium chloride and couch grass leaf to be blended with couch grass rhizome resulting most suitable hydrogen gas production were determined, accordingly. It was found that the use of 125 g/L couch grass rhizome and 14,875 g/L couch grass leaf provided the most convenient hydrogen production, and for this point triplicate verification experiments were performed. The results of the verification experiments and the results predicted by the model for H2 yield, H2 production rate, and total volatile fatty acid production yield had a similarity of 92.3%, 67.7%, and 92%, respectively.