The theoretical potential for hydro

The theoretical potential for hydrogen production in neutral pH
(pH 7) is 0.61 V, VCat vs. Ag/AgCl [164]. Exoelectrogens generate
an anode potential of approximately Van = 0.5 V. Therefore the
minimum applied potential (Vapp = Van  VCat) is 0.11 V [164]. For
acetate, the actual applied voltage is >0.3 V due to electrode
overpotentials and ohmic resistance [164].
The design of MEC systems initially used similar components as
used in PEM fuel cells [164]. However, flat electrode designs
limited the surface area for the exoelectrogens and the membranes
increased the ohmic resistances so alternative designs were
developed. The most recent design uses a graphite brush for the
exoelectrogen substrate (anode) and no membrane separator
[162]. This design succeeded to decrease the applied voltage from
1.0 V using a gas diffusion membrane and 0.5 V with a Nafion
membrane to 0.4 V in the membraneless design. The efficiency is a
function of the lower heating value of the hydrogen divided by the
lower heating value of the organic material plus the electrical
energy provided [162].
h ¼
nHydrogenDHc;Hydrogen
Pn
1ðIEapDt  I2RexDtÞ þ nsubstrateDHc;substrate
(18)
where I is the current, Eap the applied voltage, Dt(s) the time
increment for n data points measured during the batch cycle, and
Rex is an external resistance which was 10 V by Call and Logan
[162]. Using Eq. (18), the efficiency was raised from 23% with a gas
diffusion membrane and 53% with a Nafion membrane to 76% in
the membraneless reactor [162]. Under these conditions a
hydrogen production rate of 3.12 m3 H2/(m3 reactor day) [162].
However, the methane production rates also increased to an
average of 3.5% methane in the production gas [162]. To control the
methanogensis in these reactors, strategies involving intermittent
draining and air exposure or in situ air-sparging have been
proposed [162]. However, these strategies will result in more
complex systems with significantly increased operations and
maintenance requirements, translating into more expensive
systems. In addition to methane suppression, continuous operation,
decreasing the pH, operating under carbon limited conditions,
increasing the microorganisms tolerance to impurities, and
examining other feedstocks are all issues to be addressed.
3.1.2.5. Multi-stage integrated process. Multi-stage hydrogen production
has been implemented to maximize the hydrogen
production from the feed [156]. Initially, the process consisted of
two stages, dark fermentation followed by photo fermentation
[156], but three or even four stages have since been proposed in
different configurations (Fig. 7) [9]. In this process, the biomass
material is first fed to a dark fermentation reactor where the
bacteria decompose the feedstock to hydrogen and an organic acid
rich effluent. Since the effluent has organic acids in it, this
eliminates the challenge of developing a supply of organic acids
for the photo-fermentative process. Since the photo-fermentative
process uses primarily infrared light, the sunlight is first filtered
through a direct photolysis reactorwhere the visible light is utilized,
but the infrared light is not [9]. The forth stage is the use of a
microbial electrolysis cellswhich produces hydrogen, not electricity

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ทฤษฎีศักยภาพในการผลิตไฮโดรเจนใน
(pH 7) ค่า pH เป็นกลางคือ 0.61 V, VCat เทียบกับ Ag/AgCl [164] สร้าง Exoelectrogens
ศักยภาพเป็นแอโนดของตู้ประมาณ = 0.5 V ดังนั้น
น้อยใช้ศักยภาพ (Vapp = Van VCat) เป็น 0.11 V [164] สำหรับ
acetate แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จริงเป็น > 0.3 V เนื่องจากไฟฟ้า
overpotentials และความต้านทานต่อแบบโอห์มมิค [164] .
การออกแบบระบบ MEC เริ่มใช้ส่วนประกอบคล้าย
ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง PEM [164] อย่างไรก็ตาม การออกแบบของอิเล็กโทรดแบน
จำกัดพื้นที่ exoelectrogens และเยื่อหุ้ม
เพิ่มทานแบบโอห์มมิคเพื่อออกแบบอื่นถูก
พัฒนา แปรงแกรไฟต์สำหรับใช้ออกแบบล่าสุด
exoelectrogen พื้นผิว (แอโนด) และไม่แยกเยื่อ
[162] ออกแบบนี้ประสบความสำเร็จเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าใช้จาก
1.0 V ด้วยเมมเบรนในการแพร่ก๊าซและ 0.5 V Nafion
เยื่อ 0.4 V ในการออกแบบ membraneless มีประสิทธิภาพเป็น
ฟังก์ชันของค่าความร้อนต่ำของไฮโดรเจนที่หาร
ล่างความร้อนค่าวัสดุอินทรีย์และการไฟฟ้า
พลังงานให้ [162] .
h ¼
nHydrogenDHcไฮโดรเจน
Pn
1ðIEapDt I2RexDtÞ þ nsubstrateDHc พื้นผิว
(18)
ฉันอยู่ในปัจจุบัน Eap แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ Dt(s) เวลา
เพิ่มสำหรับข้อมูล n จุดวัดในระหว่างวงจรการชุด และ
เร็กซ์มีความต้านทานภายนอกซึ่ง 10 V โทรและโลแกน
[162] ใช้ Eq. (18), ประสิทธิภาพขึ้นจาก 23% เป็นน้ำมัน
แพร่เมมเบรนและ 53% กับเมมเบรน Nafion 76% ใน
เครื่องปฏิกรณ์แบบ membraneless [162] ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เป็น
อัตราผลิตไฮโดรเจน 3.12 m3 H2 /(m3 reactor day) [162] .
อย่างไรก็ตาม อัตราการผลิตมีเทนเพิ่มไปยังการ
เฉลี่ยของ 3.5% มีเทนในก๊าซผลิต [162] การควบคุม
methanogensis ในเตาปฏิกรณ์เหล่านี้ กลยุทธ์เกี่ยวข้องกับไม่ต่อเนื่อง
แสงการระบายน้ำและอากาศหรือใน situ อากาศ-sparging ได้รับ
เสนอ [162] อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์เหล่านี้จะเกิดขึ้น
ระบบซับซ้อนกับการดำเนินงานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และ
ต้องบำรุงรักษา แปลเป็นอื่น ๆ แพง
ระบบการ นอกจากมีเทนปราบปราม การดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง,
ลด pH ภายคาร์บอนจำกัดเงื่อนไข,
เพิ่มค่าเผื่อในการจุลินทรีย์ในสิ่งสกปรก และ
วมวลอื่น ๆ ตรวจสอบมีปัญหาทั้งหมดที่จะ addressed.
3.1.2.5 กระบวนการรวมแบบหลายขั้นตอน ผลิตไฮโดรเจนแบบหลายขั้นตอน
ได้ถูกนำไปใช้เพื่อให้ไฮโดรเจน
ผลิตจากอาหาร [156] เริ่มแรก กระบวนการประกอบด้วย
2 ขั้น หมักเข้มตามรูปหมัก
[156], แต่ตั้งแต่มีการเสนอขั้น สี่แม้ใน
ต่าง ๆ กำหนดค่า (Fig. 7) [9] ในกระบวนการนี้ ชีวมวล
วัสดุเป็นก่อนติดตามเครื่องปฏิกรณ์การหมักเข้มที่
แบคทีเรียเปื่อยราคาวัตถุดิบให้ไฮโดรเจนและมีกรดอินทรีย์
น้ำรวย เนื่องจากน้ำได้กรดอินทรีย์ใน นี้
กำจัดความท้าทายของการพัฒนาอุปทานของกรดอินทรีย์
สำหรับกระบวนการภาพถ่าย fermentative ตั้งแต่ภาพ fermentative
กระบวนการใช้แสงอินฟราเรดเป็นหลัก มีกรองแสงแดดแรก
ผ่าน reactorwhere photolysis ตรงที่ใช้แสงที่มองเห็น,
แต่แสงอินฟราเรดไม่ [9] การมาเป็นการใช้กับ
cellswhich electrolysis จุลินทรีย์ผลิตไฮโดรเจน ไฟฟ้าไม่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ที่มีศักยภาพในเชิงทฤษฎีสำหรับการผลิตไฮโดรเจนในค่า pH เป็นกลาง
(pH 7) คืออะไร? 0.61 V, vCat กับ Ag / AgCl [164] Exoelectrogens สร้าง
ศักยภาพขั้วบวกประมาณ Van = 0.5 V. ดังนั้น
ขั้นต่ำที่นำมาใช้ที่มีศักยภาพ (Vapp = Van? vCat) เป็น 0.11 V [164] สำหรับ
อะซิเตทแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จริง> 0.3 V เนื่องจากการไฟฟ้า
overpotentials และโอห์มิกต้านทาน [164]
การออกแบบของระบบ MEC แรกที่ใช้ส่วนประกอบเช่นเดียวกับ
ที่ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม [164] อย่างไรก็ตามการออกแบบอิเล็กโทรดแบน
จำกัด พื้นที่ผิวสำหรับ exoelectrogens และเยื่อ
เพิ่มความต้านทานโอห์มการออกแบบทางเลือกเพื่อให้ได้รับการ
พัฒนา การออกแบบล่าสุดใช้แปรงกราไฟท์สำหรับ
พื้นผิว exoelectrogen (ขั้วบวก) และไม่มีการแยกเมมเบรน
[162] การออกแบบนี้ประสบความสำเร็จในการลดแรงดันไฟฟ้าที่นำมาใช้จาก
1.0 V โดยใช้เมมเบรนแพร่ก๊าซและ 0.5 V กับ Nafion
เยื่อถึง 0.4 V ในการออกแบบ membraneless ประสิทธิภาพเป็น
หน้าที่ของค่าความร้อนที่ต่ำกว่าของไฮโดรเจนหารด้วย
ค่าความร้อนต่ำกว่าวัสดุอินทรีย์บวกไฟฟ้า
ให้พลังงาน [162]
ชั่วโมง¼
nHydrogenDHc; ไฮโดรเจน
Pn
1ðIEapDt? I2RexDtÞþ nsubstrateDHc; พื้นผิว
(18)
ที่ฉันเป็นปัจจุบัน Eap แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ Dt (s) เวลาที่
เพิ่มขึ้นสำหรับจุด n ข้อมูลที่วัดในระหว่างรอบชุดและ
เร็กซ์เป็นต้านทานภายนอกซึ่งเป็น 10 V โดยโทรและโลแกน
[162] โดยใช้สมการ (18) ที่มีประสิทธิภาพได้รับการเลี้ยงดูจาก 23% ที่มีก๊าซ
เมมเบรนแพร่และ 53% ที่มีเมมเบรน Nafion ถึง 76% ใน
เครื่องปฏิกรณ์ membraneless [162] ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้
อัตราการผลิตไฮโดรเจนจาก 3.12 m3 H2 (วันปฏิกรณ์ m3) / [162]
อย่างไรก็ตามอัตราการผลิตก๊าซมีเทนยังเพิ่มขึ้น
เฉลี่ย 3.5% ก๊าซมีเทนในการผลิตก๊าซ [162] ในการควบคุม
methanogensis ในเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้กลยุทธ์ที่เกี่ยวข้องกับเนื่อง
ระบายน้ำและการสัมผัสอากาศหรือในแหล่งกำเนิดเครื่อง sparging ได้รับการ
เสนอ [162] แต่กลยุทธ์เหล่านี้จะส่งผลใน
ระบบที่ซับซ้อนมีการดำเนินงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและ
ต้องการการบำรุงรักษาแปลเป็นราคาแพงกว่า
ระบบ นอกจากนี้ในการปราบปรามมีเทนดำเนินการอย่างต่อเนื่อง
ลดลงค่า pH ดำเนินธุรกิจภายใต้เงื่อนไขคาร์บอน จำกัด
การเพิ่มความทนทานต่อเชื้อจุลินทรีย์เพื่อสิ่งสกปรกและ
การตรวจสอบวัตถุดิบอื่น ๆ ที่มีปัญหาทุกคนที่จะได้รับการแก้ไข
3.1.2.5 กระบวนการบูรณาการหลายขั้นตอน ผลิตไฮโดรเจนแบบหลายขั้นตอน
ได้รับการดำเนินการเพิ่มไฮโดรเจน
การผลิตจากอาหาร [156] เริ่มต้นกระบวนการที่ประกอบด้วย
สองขั้นตอนการหมักเข้มตามด้วยการหมักภาพ
[156] แต่สามหรือสี่ขั้นตอนได้ถูกนำเสนอใน
การกำหนดค่าที่แตกต่างกัน (รูปที่ 7.) [9] ในขั้นตอนนี้ชีวมวล
วัสดุที่เป็นอาหารแรกที่เครื่องปฏิกรณ์หมักมืดที่
แบคทีเรียย่อยสลายวัตถุดิบเพื่อไฮโดรเจนและกรดอินทรีย์
ที่อุดมไปด้วยน้ำเสีย ตั้งแต่น้ำทิ้งมีกรดอินทรีย์ในมันนี้
จะช่วยลดความท้าทายของการพัฒนาอุปทานของกรดอินทรีย์
สำหรับกระบวนการภาพการหมัก ตั้งแต่ภาพการหมัก
ขั้นตอนการใช้แสงอินฟราเรดหลักแสงแดดจะถูกกรองแรกที่
ผ่าน photolysis โดยตรง reactorwhere แสงที่มองเห็นจะใช้,
แต่แสงอินฟราเรดไม่ได้ [9] ขั้นตอนที่ออกมาคือการใช้
อิเล็กโทร cellswhich จุลินทรีย์ผลิตไฮโดรเจนไม่ได้ไฟฟ้า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทฤษฎีศักยภาพในการผลิตไฮโดรเจนใน Ph เป็นกลาง ( pH 7 )
 0.61 V , vcat vs Ag / 0.46% [ 164 ] exoelectrogens สร้าง
ขั้วบวกศักยภาพประมาณ 0.5 โวลต์ ดังนั้น  รถตู้ =
ขั้นประยุกต์ที่มีศักยภาพ ( vapp = รถตู้  vcat ) 0.11 v [ 164 ] สำหรับ
acetate , ความต่างศักย์ที่แท้จริงคือ 0.3 V เนื่องจาก overpotentials ขั้วไฟฟ้าและความต้านทานค่า

[ 164 ]การออกแบบระบบนี้เริ่มใช้ส่วนประกอบที่คล้ายกับที่ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อ
[ 164 ] อย่างไรก็ตาม การออกแบบขั้วแบน
จำกัดพื้นที่ผิวสำหรับ exoelectrogens และเยื่อหุ้ม
เพิ่มความต้านทานค่าดังนั้นการออกแบบทางเลือกถูก
พัฒนา การออกแบบล่าสุดใช้ Graphite แปรง
exoelectrogen พื้นผิว ( ขั้วบวก ) และไม่มีเยื่อกั้น
[ 162 ]การออกแบบนี้ประสบความสำเร็จ เพื่อลดความต่างศักย์จาก
1.0 V โดยใช้เยื่อแผ่นก๊าซกระจายและ 0.5 V กับเนฟิออน
เยื่อ 0.4 V ในการออกแบบ membraneless . ประสิทธิภาพเป็น
ฟังก์ชันของค่าความร้อนที่ต่ำกว่าของก๊าซไฮโดรเจนแบ่งโดย
ค่าความร้อนต่ำของวัสดุอินทรีย์และไฟฟ้าพลังงานให้ [ 162 ]
.
H
nhydrogendhc ¼ไฮโดรเจน PN

;1 ð ieapdt  i2rexdt Þþ nsubstratedhc พื้นผิว

( 18 ) ที่เป็นปัจจุบัน , EAP ความต่างศักย์ , DT ( s )
n จุดเวลาเพิ่มข้อมูลวัดในระหว่างรอบการแบทช์และ
เร็กซ์เป็น ความต้านทานภายนอกซึ่งเป็น 10 V โดยเรียกและโลแกน
[ 162 ] การใช้อีคิว ( 18 ) ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นจาก 23% เป็นแก๊ส
กระจายเยื่อและร้อยละ 53 ด้วย ซึ่งเยื่อ 76% ใน
การ membraneless ปฏิกรณ์ [ 162 ] ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้
การผลิตไฮโดรเจนอัตรา 3.12 m3 H2 / ( M3 เครื่องปฏิกรณ์วัน ) [ 162 ] .
แต่อัตราการผลิตก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 3.5% เป็น
มีเทนในก๊าซที่ผลิต [ 162 ] การควบคุม
methanogensis ในเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ กลยุทธ์ที่เกี่ยวข้องกับการระบายน้ำและอากาศเป็นระยะ
หรือในแหล่งกำเนิดอากาศ sparging ได้รับ
เสนอ [ 162 ] อย่างไรก็ตามกลยุทธ์เหล่านี้จะส่งผลมากขึ้นระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นการดำเนินงานด้วย

และความต้องการการบำรุงรักษา แปล เป็นระบบที่แพง
เพิ่มเติม นอกจากการมีอย่างต่อเนื่องการลด pH
ปฏิบัติการภายใต้เงื่อนไข คาร์บอน จำกัด เพิ่มจุลินทรีย์ทนทานต่อ

และสิ่งสกปรกตรวจสอบวัตถุดิบอื่น ๆ ทั้งหมดปัญหาที่ต้อง addressed .
3.1.2.5 . หลายขั้นตอนกระบวนการบูรณาการ
การผลิตไฮโดรเจนได้ดำเนินการหลายขั้นตอนการเพิ่มไฮโดรเจน
การผลิตจากอาหาร [ 156 ] เริ่มต้น กระบวนการ ประกอบด้วย 2 ขั้นตอนการหมัก
เข้มตามรูปหมัก
[ 156 ] , แต่สามหรือสี่ขั้นตอนมีตั้งแต่ถูกเสนอใน
ลักษณะ ( รูปที่ 7 ) [ 9 ] ในกระบวนการนี้ วัสดุชีวมวล
เป็นครั้งแรกได้รับมืดหมักปฏิกรณ์ที่
แบคทีเรียสลายตัวป้อนไฮโดรเจนและกรดอินทรีย์
รวยน้ำทิ้ง เนื่องจากน้ำมีกรดอินทรีย์ในมัน นี้
ขจัดความท้าทายของการพัฒนาเป็นแหล่งของกรดอินทรีย์
สำหรับรูปวิศวกรรมเคมี กระบวนการ เนื่องจากรูป
วิศวกรรมเคมีกระบวนการที่ใช้แสงอินฟราเรด เป็นหลัก ที่แสงแดดแรกกรอง
ผ่านโฟโตไลซิส โดยตรง reactorwhere แสงที่มองเห็นคือความ
แต่แสงอินฟราเรดไม่ได้ [ 9 ] 4 ขั้นตอนคือการใช้จุลินทรีย์ผลิตกระแสไฟฟ้าเป็น
cellswhich ไฮโดรเจน ไม่ใช่ไฟฟ้า