Sustainable biohydrogen production from lignocellulosic biomass sources — metabolic pathways, production enhancement, and challenges

Revisão Sistemática Da Literatura E Prospecção Tecnológica De Patentes Relacionadas À Produção De Bio-Hidrogênio Por Integração Das Rotas Biológicas Utilizando Resíduos Agroindustriais

“…e Thermoanaerobacterium spp., para produzir bio-hidrogênio a partir de substratos de baixo custo em biorreatores simples. No entanto, desvantagens incluem baixo rendimento teórico, abaixo do ideal de 4 mols para 1 mol de glicose (I), e a produção simultânea de ácidos graxos, que podem inibir a fermentação ao reduzir o pH (CHANDRAN; MOHAN, 2023;TIAN, 2019). O mecanismo central da FE envolve a conversão de hexoses em ácidos graxos de cadeia curta, consumidos pelas bactérias para gerar ânions, que são então convertidos em bio-hidrogênio pela enzima hidrogenase (FeFe, NiFe ou Fe), sendo a reação de conversão da hexose em ácido acético a mais representativa para o rendimento teórico de Bio-H 2 na FE (NABGAN et al, 2021).…”

“…A integração potencial com a fermentação escura (FE) permite a acumulação de até 12 mol de Bio-H 2 (VII), mas o rendimento teórico mais alto é de 10 mol de Bio-H 2 /mol de ácido butírico (IV). Estudos exploram a integração da FF com a FE, destacando esquemas de estágio duplo e único, sendo o primeiro mais complexo, mas permitindo o processamento de efluentes que contém compostos inibidores (íons amônio e furfural), enquanto o último, embora menos custoso, dificulta a manutenção e reduz o rendimento de biohidrogênio (CHANDRAN; MOHAN, 2023).…”

“…Diversos tipos de reatores, como CSTR, AFBR, APBR, ASBR e UASBR, são explorados, sendo o de mistura (CSTR) o mais estudado. Na foto-fermentação (FF), além desses fatores, a luminosidade de fontes como LED, tungstênio, mercúrio e halogênio é crucial, com a luz solar sendo uma opção intermitente (CHANDRAN; MOHAN, 2023;NAGARAJAN et al, 2022;SINGH;DAS, 2019).…”

An Updated Review of Recent Applications and Perspectives of Hydrogen Production from Biomass by Fermentation: A Comprehensive Analysis

“…In summary, we see that different substrates, such as lignocellulosic biomass, glycerol, sludge, and wastewater, can be used in the production of fermentative hydrogen, and this reflects efforts towards more sustainable and economically attractive raw materials, taking advantage of industrial waste and by-products [189,[225][226][227]. Lignocellulosic biomass is valued for its abundance and sustainability, transforming waste into energy and minimizing dependence on fossil fuels [66,102,212].…”