Вивчення потенціалу біотехнологій для застосувань у відновлювальній енергетиці
Автор: Карачун Олександр Сергійович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Екологія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Карачун О.С., Дячок В.В. (керівник). Вивчення потенціалу біотехнологій для застосувань у відновлювальній енергетиці. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет “Львівська Політехніка”, Львів, 2024. Розширена анотація Магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню науково-практичного завдання - отримання біоводню – Н2 з біомаси мікроводоростей біологічним методом, як одного із найбільш перспективних напрямків, оскільки вирішує одночасно кілька проблем. Перша - стосується отримання екологічно чистого поновлюваного енергоносія - біоводню - Н2, друга - вирішення проблеми накопичення екологічно небезпечних відходів - біомаси мікроводоростей, третя -зниження емісії парникових газів через їх поглинання мікроводоростями. В роботі представлено результати дослідження застосування біомаси мікроводоростей, як одне з найбільш перспективних, стійких і довгострокових джерел біопалива, кормів та інших побічних продуктів. Робота представляє додаткові переваги та найновіші розробки у галузі відновленних ресурсів на основі біомаси мікроводоростей. Основна увага зосереджена на отримувані та застосуванні біомаси мікроводоростей як відновленого джерела енергії, зокрема біоводню - Н2. Мікроводорості утворюють водень шляхом розщеплення води та перенесення електронів на протони замість відновлення CO2. Як енергоносія, водень вважається однією з найперспективніших альтернатив завдяки високому вмісту енергії та властивостям горіння без вуглецю. Ця робота фокусується на ключових аспектах виробництва біоводню – Н2 мікроорганізмами, починаючи з хімічних, метаболічних та технічних передумов. Огляд фундаментальних понять про прямий і непрямий біофотоліз і біологічні бар’єри для отримання високої продуктивності одержання біоіодню - H2 є представлена в роботі, включаючи використання підходів метаболізму та генної інженерії для подолання вузьких місць. Виробництво біоводню – Н2 шляхом темної ферментації з використанням біомаси мікроводоростей як вихідної сировини розглянуто з позицій енергетичної доцільності. Різна біомаса попередні обробки для досягнення високої цукристості гідролізатів та умови для посилення виробництва водню, враховуючи важливість інокулята, буде включені. Крім того, переваги та недоліки різних конфігурацій реакторів для біопереробки. Об’єкт дослідження - трансформації біомаси мікроводоростей у біоводень - Н2, як потенційне джерело відновлюваної енергії через використання біотехнологій. Предмет дослідження - застосування способів переробки біомаси мікроводоростей у біоводень- Н2, як потенційне джерело відновлюваної енергії через використання біотехнологій. Мета дослідження: отримання біоводню - Н2 з біомаси мікроводоростей шляхом біологічного розкладу, як одного із найбільш перспективних напрямків, оскільки вирішує проблему переробки біомаси мікроводоростей накопичених при поглинанні парникових газів. У наш час виникає необхідність розглядати майбутні альтернативи палива через збільшення потреби в енергії та вичерпання звичайних викопних джерел енергії. Мікроводорості викликають значний інтерес у виробництві біомаси, як сировини для біопалива та інших високовартісних продуктів. Проведені дослідження дозволяють стверджувати той факт, що ці рослини еволюціонували протягом мільярдів років, щоб виробляти та зберігати енергію у формі високомолекулярних органічних сполук, і вони роблять це ефективніше, ніж будь-який інший відомий природний або інженерний процес. Результати показують, що інвестиції в проект біомаси мікроводоростей можуть бути пов’язані з різними процесами, які включають: ріст мікроводоростей, збір врожаю, дегідрогенезацію. Ключові слова: біоводень, біотехнологія, очищення, мікроводорості, константи біологічного розкладу. Перелік використаних літературних джерел 1. Maria J.Lapponi, Mariana B.Mendez, Jorge A.Trelles, Cintia W. Rivero. (2022). Cell immobilization strategies for biotransformations. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 33, 211-219 2. Manswama Boro, Ashwani Kumar Verma, Dixita Chettri, Vinod KumarYata, Anil Kumar Verma.(2022). Strategies involved in biofuel production from agro-based lignocellulose biomass. Environmental Technology & Innovation, 28,147-153. 3. Yi An Lim, Meng Nan Chong, Su Chern Foo, I.M.S.K. Ilankoon. (2021). Analysis of direct and indirect quantification methods of CO2 fixation via microalgae cultivation in photobioreactors: A critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 137, 1234-1240. 4. Harun Chowdhury, Bavin Loganathan.(2019). Third-generation biofuels from microalgae. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 20, 39–44. 5. Царенко, П., Борисова, О., & Блюм, Я. (2011). Мікроводорості як об’єкт біоенергетики: види колекції IBASU-A-перспективні продуценти біомаси як джерела сировини для біопалива. Вісник Національної академії наук України, (5), 49-54. 6. Радіоненко, О., & Радіоненко, А. (2012). Перспективи використання мікроводоростей.