JP7455140B2 - 水素を発生させるための方法およびシステム - Google Patents
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Description
● カリウム:2.67%
● カルシウム:4.77%
● マグネシウム:0.74%
● 銅:20.26ppm
● マンガン:309.52ppm
● 鉄:1ppm
● 亜鉛:80ppm
● アルミニウム:1%
● 硫黄:0.5%
● ナトリウム:2%
● ホウ素:0.008%
● 有機炭素:23.3%
● 炭素/窒素比:24:1
● 湿度(65℃)90%
● 有機物:10%
● 窒素合計:0.96%
● 密度:1.1g/cm3
実験室試験の実施形態は以下のとおりである。
培地溶液120Lおよびクロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)種の播種材料5Lに、空気の存在下、0.2~0.8VVMの流量でCO2注入したものを、リアクターが、循環および除去に十分なバイオマス屈折を有するまで、光合成リアクター中で48時間使用した。二酸化炭素の濃度は、8~20vol%の範囲だった。光バイオリアクターには、2つの12V 青色および赤色LED(波長400~1500~1800μEm-2s-1)が装着されていた。
実施例2を繰り返したが、8010Lの培地および335Lのクロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)を光合成リアクター中で48時間インキュベートした。光バイオリアクター中で生成されたバイオマスの60%を、1000Lのバシラス・サブチルス(Bacillus subtilis)を有する好気性生物分解リアクターに輸送し、そこで24時間インキュベートした。好気性生物分解に後続して、E.アエロゲネス(E. aerogenes)による嫌気性生物分解を実施して、81kg/日の水素ガス、513kg/日の二酸化炭素、596kg/日のメタンを生成した。
本発明は、以下の態様を含む。
[1]
二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させるための方法であって、
(i)光合成ステップにおいて、藻類源を使用して、第1の廃二酸化炭素ガス流を有機供給原料に変換することと、
(ii)生物分解ステップにおいて、生物を使用して、前記有機供給原料を第1の水素ガス流およびガス状副生成物に変換することと
を含む、方法。
[2]
ステップ(ii)のガス状副生成物を捕集することと、前記ガス状副生成物を濾過して、第2の廃二酸化炭素ガス流を単離することとをさらに含む、[1]に記載の方法。
[3]
前記第2の廃二酸化炭素流をステップ(i)に移すことをさらに含む、[2]に記載の方法。
[4]
ステップ(i)が、光子源が装着された微生物リアクター中で実施される、[1]から[3]のいずれかに記載の方法。
[5]
ステップ(ii)が、好気性生物分解ステップおよび嫌気性生物分解ステップを含む、[1]から[4]のいずれかに記載の方法。
[6]
前記好気性生物分解ステップが、前記嫌気性生物分解ステップに先立って実施される、[5]]に記載の方法。
[7]
前記嫌気性生物分解ステップに先立って、前記好気性生物分解ステップの生成物の少なくとも一部が、ステップ(i)の前記藻類源と混合される、[6に記載の方法。
[8]
ステップ(ii)が、1つまたは複数の生物分解リアクター中で実施される、[1]から[7]のいずれかに記載の方法。
[9]
ステップ(i)および/または(ii)の温度を調節することをさらに含む、[1]から[8]のいずれかに記載の方法。
[10]
前記第1の廃二酸化炭素ガス流が、炭化水素源から二次水素ガス流を形成するガス改質装置から発生される、[1]から[9]のいずれかに記載の方法。
[11]
ステップ(i)および/または(ii)の温度が、前記ガス改質装置から発生される熱の少なくとも一部を利用することによって調節される、[9]に従属する[10]に記載の方法。
[12]
前記炭化水素源が天然ガスである、[10]または[11]に記載の方法。
[13]
前記ガス状副生成物を濾過して、廃炭化水素ガス流を単離することをさらに含む、[1]から[12]のいずれかに記載の方法。
[14]
前記廃炭化水素ガス流を使用して前記炭化水素源を補完する、[10]から[12]のいずれかに従属する[13]に記載の方法。
[15]
前記第1の水素ガス流が前記二次水素ガス流を補完する、[10]から[14]のいずれかに記載の方法。
[16]
前記第1の廃二酸化炭素ガス流が、石炭またはガス火力発電所から発生される、[1]から[9]のいずれかに記載の方法。
[17]
水をステップ(i)に供給することをさらに含む、[1]から[16]のいずれかに記載の方法。
[18]
ステップ(i)および/または(ii)で発生したバイオマス廃棄物流を捕集することをさらに含む、[1]から[17]のいずれかに記載の方法。
[19]
二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させる方法であって、
(i)第1の廃二酸化炭素ガス流と藻類源とを混合して、有機供給原料を形成することと、
(ii)第1の生物分解ステップにおいて、前記有機供給原料を処理し、第1の生物分解生成物を生成することと、
(iii)第2の生物分解ステップにおいて、前記第1の生物分解生成物を処理して、水素ガスを生成することと
を含み、ステップ(iii)に先立って、前記第1の生物分解生成物の少なくとも一部を、ステップ(i)の前記藻類源と混合する、方法。
[20]
前記第1の生物分解ステップが好気性であり、前記第2の生物分解ステップが嫌気性である、[19]に記載の方法。
[21]
他の点では、[1]から[18]のいずれかに規定のとおりである、[19]または[20]に記載の方法。
[22]
[1]から[21]のいずれかに記載の方法を用いて発生される水素。
[23]
発電ステップにおいて、[1]から[21]のいずれかに従って水素ガス流を発生させることと、燃料源として水素ガス流を使用することとを含む、発電方法。
[24]
前記発電ステップが、前記水素ガス流を燃料電池に通過させ、それによって発電することを含む、[23]に記載の方法。
[25]
前記発電ステップが、前記水素ガス流で可燃燃料を富化して水素富化燃料を生成することと、前記水素富化燃料を燃焼させて発電機を駆動することとを含む、[23に記載の方法。
[26]
第1の廃二酸化炭素ガス流が、石炭またはガス火力発電所から発生される、[23]から[25]のいずれかに記載の方法。
[27]
二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させるためにシステムであって、
藻類源を使用して第1の廃二酸化炭素ガス流を有機供給原料に変換するように構成されている光合成リアクターであり、二酸化炭素ガス流を受け取るための入口および有機供給原料用出口を有する、光合成リアクターと、
有機供給原料を受け取るために前記有機供給原料用出口と連結されている入口を含む生物分解リアクターであり、生物を使用して、前記光合成リアクターからの有機供給原料を水素ガス流に変換するように構成されている、生物分解リアクターと
を含む、システム。
[28]
前記生物分解リアクター中で発生した水素ガス流を受け取り、貯蔵するための前記生物分解リアクターと流体連結されている水素貯蔵容器をさらに含む、[27]に記載のシステム。
[29]
前記生物分解リアクター中で発生する二酸化炭素を前記光合成リアクターに輸送するための補助二酸化炭素供給ラインであって、二酸化炭素以外のガスを濾過するためのフィルターを含む補助二酸化炭素供給ラインをさらに含む、[27]または[28]に記載のシステム。
[30]
前記光合成リアクターおよび生物分解リアクターのそれぞれを加熱するように構成されている1つまたは複数の熱交換器をさらに含む、[27]から[29]のいずれかに記載のシステム。
[31]
炭化水素を第2の水素ガス流および前記第1の廃二酸化炭素ガス流に変換するためのガス改質装置をさらに含み、
前記第2の水素ガス流が、前記水素貯蔵容器に流体連結されており、
前記第1の廃二酸化炭素ガス流が、前記光合成リアクターに流体連結されている、
[27]から[30]のいずれかに記載のシステム。
[32]
前記熱交換器が、前記ガス改質装置によって発生した熱を前記光合成リアクターおよび/または前記生物分解リアクターに移すように構成されている、[30]に従属する[31]に記載のシステム。
[33]
前記生物分解リアクター中で発生した炭化水素を前記ガス改質装置に移すために、前記生物分解リアクターと前記ガス改質装置とを接続する補助炭化水素供給ラインであって、炭化水素以外のガスを濾過するためにフィルターを含む補助炭化水素供給ラインをさらに含む、[31]または[32]に記載のシステム。
[34]
前記光合成リアクターの上流と流体連結している燃焼室であって、燃料源を燃焼して、前記第1の廃二酸化炭素ガス流を発生させるように構成されている、燃焼室をさらに含む、[27]から[30]のいずれかに記載のシステム。
[35]
前記光合成リアクターおよび/または前記生物分解リアクターが、可搬型構造体上に設置される、[27]から[34]のいずれかに記載のシステム。
[36]
前記光合成リアクターおよび/または前記生物分解リアクターに水を供給するための給水部をさらに含む、[27]から[35]のいずれかに記載のシステム。
[37]
前記光合成リアクターおよび/または前記生物分解リアクターが、それぞれ、複数のリアクターを含む、[27]から[33]のいずれかに記載のシステム。
[38]
前記生物分解リアクター中で形成された生成物の少なくとも一部を前記光合成リアクターに移送するための移送ラインをさらに含む、[27]から[37]のいずれかに記載のシステム。
[39]
前記光合成リアクター中の発泡を防止するように構成されている光合成消泡剤および/または前記生物分解リアクター中の発泡を防止するように構成されている生物分解消泡剤をさらに含む、[27]から[38]のいずれかに記載のシステム。
[40]
前記光合成リアクターおよび/または前記生物分解リアクターを制御するためのコントローラーをさらに含む、[27]から[39]のいずれかに記載のシステム。
[41]
空気を前記生物分解リアクターに供給するための給気部をさらに含む、[27]から[40]のいずれかに記載のシステム。
[42]
前記給気部が、前記給気部によって供給される空気から生物学的物質を濾過するための生物学的フィルターを含む、[41]に記載のシステム。
[43]
水素を発生させるための、[27]から[42]のいずれかに記載のシステムの使用。
[44]
[27]から[42]のいずれかに記載のシステムを含む水素車用燃料補給所。
Claims (38)
- 二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させるための方法であって、
(i)光合成ステップにおいて、藻類源を使用して、第1の廃二酸化炭素ガス流を有機供給原料に変換することと、
(ii)好気性生物分解ステップおよび嫌気性生物分解ステップを含む順次ステップを含む生物分解ステップにおいて、細菌を使用して前記有機供給原料を生物分解して、前記有機供給原料を第1の水素ガス流およびガス状副生成物に変換することと
を含み、
前記好気性生物分解ステップが、前記嫌気性生物分解ステップに先立って実施され、
前記好気性生物分解ステップが、バシラス(Bacilli)のクラスの細菌種を使用して前記有機供給原料を生物分解し、第1の生物分解生成物を製造し、
前記嫌気性生物分解ステップが、ガンマプロテオバクテリア(Gamma Proteobacteria)のクラスの細菌種を使用して前記第1の生物分解生成物を生物分解し、第1の水素ガス流を製造する、方法。 - ステップ(ii)のガス状副生成物を捕集することと、前記ガス状副生成物を濾過して、第2の廃二酸化炭素ガス流を単離することとをさらに含み、さらに任意選択により前記第2の廃二酸化炭素流をステップ(i)に移すことを含む、請求項1に記載の方法。
- ステップ(i)が、光子源が装着された微生物リアクター中で実施される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記嫌気性生物分解ステップに先立って、前記好気性生物分解ステップの生成物の少なくとも一部が、ステップ(i)の前記藻類源と混合される、請求項3に記載の方法。
- ステップ(ii)が、1つまたは複数の生物分解リアクター中で実施される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の廃二酸化炭素ガス流が、天然ガスなどの炭化水素源から二次水素ガス流を形成するガス改質装置から発生される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(i)および/または(ii)の温度が、前記ガス改質装置から発生される熱の少なくとも一部を利用することによって調節される、請求項6に記載の方法。
- 前記ガス状副生成物を濾過して、廃炭化水素ガス流を単離することをさらに含み、前記廃炭化水素ガス流を使用して前記炭化水素源を補完する、請求項6または7に記載の方法。
- 前記第1の水素ガス流が前記ガス改質装置から発生される前記二次水素ガス流を補完する、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(i)および/または(ii)で発生したバイオマス廃棄物流を捕集することをさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップ(i)およびステップ(ii)が同じリアクターで生じることができる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光合成ステップに送達される二酸化炭素の濃度が最大で約50%までの範囲、任意選択で8%~20%の範囲となるように、前記第1の廃二酸化炭素ガス流の二酸化炭素を他のガスと混合する、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記藻類源がクロレラ(Chlorella)属の種を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記好気性生物分解ステップに用いる前記細菌種がバシラス(Bacillus)属の種を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記嫌気性生物分解ステップに用いる前記細菌種がクレブシエラ(Klebsiella)属の種を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させる方法であって、
(i)第1の廃二酸化炭素ガス流と藻類源とを混合して、有機供給原料を形成することと、
(ii)バシラス(Bacilli)のクラスの細菌種を使用して前記有機供給原料を生物分解し、第1の生物分解生成物を製造する好気性生物分解ステップである第1の生物分解ステップにおいて、前記有機供給原料を処理し、第1の生物分解生成物を生成することと、
(iii)ガンマプロテオバクテリア(Gamma Proteobacteria)のクラスの細菌種を使用して前記第1の生物分解生成物を生物分解し、水素ガスを製造する嫌気性生物分解ステップである第2の生物分解ステップにおいて、前記第1の生物分解生成物を処理して、水素ガスを生成することと
を含み、ステップ(iii)に先立って、前記第1の生物分解生成物の少なくとも一部を、ステップ(i)の前記藻類源と混合する、方法。 - 前記第1の生物分解ステップが好気性であり、前記第2の生物分解ステップが嫌気性である、請求項16に記載の方法。
- ステップ(iii)において、ガス状副生成物と前記水素ガスが製造され、前記方法がステップ(iii)の前記ガス状副生成物を捕集することと、前記ガス状副生成物を濾過して、第2の廃二酸化炭素ガス流を単離することとをさらに含み、さらに任意選択で前記第2の廃二酸化炭素流をステップ(i)に移送することを含む、前記第2の生物分解ステップが嫌気性である、請求項16または17に記載の方法。
- ステップ(i)が、光子源が装着された微生物リアクター中で実施される、請求項16、17または18に記載の方法。
- ステップ(ii)および(iii)が、1つまたは複数の生物分解リアクター中で実施される、請求項16から19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記二酸化炭素ガス流が、天然ガスなどの炭化水素源から二次水素ガス流を形成するガス改質装置から発生される、請求項16から20のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(i)、(ii)および/または(ii)の温度が、前記ガス改質装置から発生される熱の少なくとも一部を利用することによって調節される、請求項21に記載の方法。
- ステップ(iii)において、ガス状副生成物と前記水素ガスが製造され、前記方法がステップ(iii)の前記ガス状副生成物を捕集することと、前記ガス状副生成物を濾過して、廃炭化水素ガス流を単離することをさらに含み、前記廃炭化水素ガス流を使用して前記炭化水素源を補完する、請求項21または22に記載の方法。
- 前記方法で発生された前記水素ガス流が、前記ガス改質装置から発生した前記二次水素ガス流を補完する、請求項21、22または23に記載の方法。
- ステップ(i)および/または(ii)のそれぞれで発生したバイオマス廃棄物流を捕集することをさらに含む、請求項16から24のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(i)に送達される二酸化炭素の濃度が最大で約50%までの範囲、任意選択で8%~20%の範囲、となるように、前記二酸化炭素ガス流の二酸化炭素を他のガスと混合する、請求項16から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記藻類源がクロレラ(Chlorella)属の種を含む、請求項16から26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記好気性生物分解ステップに用いる前記細菌種がバシラス(Bacillus)属の種を含む、請求項16から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記嫌気性生物分解ステップに用いる前記細菌種がクレブシエラ(Klebsiella)属の種を含む、請求項16から28のいずれか一項に記載の方法。
- 発電ステップにおいて、請求項1から29のいずれか一項に従って水素ガス流を発生させることと、燃料源として水素ガス流を使用することとを含む、発電方法。
- 前記発電ステップが、
- 前記水素ガス流を燃料電池に通過させ、それによって発電すること、または
- 前記水素ガス流で可燃燃料を富化して水素富化燃料を生成することと、前記水素富化燃料を燃焼させて発電機を駆動すること
を含む、請求項30に記載の方法。 - 二酸化炭素ガス流から水素ガス流を発生させるためのシステムであって、
藻類源を使用して第1の廃二酸化炭素ガス流を有機供給原料に変換するように構成されている光合成リアクターであり、二酸化炭素ガス流を受け取るための入口および有機供給原料用出口を有する、光合成リアクターと、
有機供給原料を受け取るために前記有機供給原料用出口と連結されている入口を含む生物分解リアクターであり、嫌気性生物分解ステップに先立って実施される、好気性生物分解ステップを含む順次ステップを使用して、前記光合成リアクターからの有機供給原料を水素ガス流に変換するように好気性生物分解リアクターおよび嫌気性生物分解リアクターとして構成されており、前記好気性生物分解リアクターは前記好気性生物分解ステップのために構成されており、当該好気性生物分解ステップはバシラス(Bacilli)のクラスの細菌種を使用して前記有機供給原料を生物分解し、第1の生物分解生成物を製造し、前記嫌気性生物分解リアクターは前記嫌気性生物分解ステップのために構成されており、当該嫌気性生物分解ステップはガンマプロテオバクテリア(Gamma Proteobacteria)のクラスの細菌種を使用して前記第1の生物分解生成物を生物分解し、水素ガス流を製造する、生物分解リアクターと
を含む、システム。 - 前記好気性生物分解リアクターが、前記嫌気性生物分解リアクターとは別々のリアクターとして構成されている、請求項32に記載のシステム。
- 前記光合成リアクターと前記生物分解リアクターが一つの同じユニットである、請求項33に記載のシステム。
- 前記生物分解リアクター中で発生する二酸化炭素を前記光合成リアクターに輸送するための補助二酸化炭素供給ラインであって、二酸化炭素以外のガスを濾過するためのフィルターを含む補助二酸化炭素供給ラインをさらに含む、請求項32から34のいずれか一項に記載のシステム。
- 炭化水素を第2の水素ガス流および前記第1の廃二酸化炭素ガス流に変換するためのガス改質装置をさらに含み、
前記第2の水素ガス流が、水素貯蔵容器に流体連結されており、
前記第1の廃二酸化炭素ガス流が、前記光合成リアクターに流体連結されている、
請求項32から35のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記生物分解リアクター中で発生した炭化水素を前記ガス改質装置に移すために、前記生物分解リアクターと前記ガス改質装置とを接続する補助炭化水素供給ラインであって、炭化水素以外のガスを濾過するためにフィルターを含む補助炭化水素供給ラインをさらに含む、請求項36に記載のシステム。
- 前記生物分解リアクター中で形成された生成物の少なくとも一部を前記光合成リアクターに移送するための移送ラインをさらに含む、請求項32から37のいずれか一項に記載のシステム。
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
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US7276095B2 (en) * | 2003-03-14 | 2007-10-02 | General Motors Corporation | Fuel processor module for hydrogen production for a fuel cell engine using pressure swing adsorption |
US20050003247A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-01-06 | Ai-Quoc Pham | Co-production of hydrogen and electricity using pyrolysis and fuel cells |
TW201005089A (en) * | 2008-03-13 | 2010-02-01 | Evolution Energy Production Inc | Methods and systems for producing biofuels and bioenergy products from xenobiotic compounds |
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