Rdzeniem procesu biologicznego jest bakteria Thermoanaerobacter kivui (T. kivui). Bakteria żyje w Afryce Środkowej, głęboko w błocie jeziora Kivu, z dala od światła i tlenu. Naturalnie posiada specjalny enzym, który pozwala jej przekształcić wodór (H2) i dwutlenek węgla (CO2) w kwas mrówkowy (CH2O2) i odwrotnie.
Właściwość ta została zbadana przez zespół kierowany przez prof. dr Volkera Müllera, kierownika wydziału "Mikrobiologii molekularnej i bioenergetyki" na Uniwersytecie Goethego we Frankfurcie, z którym Festo ściśle współpracuje przy tym projekcie.
Efektywne przechowywanie
Magazynowanie i transport wodoru do dziś pozostaje wyzwaniem. Powszechnie stosowane metody polegają na sprężaniu wodoru pod wysokim ciśnieniem, skraplaniu go w ekstremalnie niskich temperaturach lub jego chemicznej konwersji. Wszystkie te procesy są energochłonne i skomplikowane.
Za pomocą bakterii T. kivui możliwe jest przekształcenie wodoru w temperaturze około 65 °C i pod niskim ciśnieniem 1,5 bara w kwas mrówkowy, który może być magazynowany i transportowany przy stosunkowo niewielkim wysiłku.
Chociaż jest to proces biologiczny, reakcja ta zachodzi szybko, ponieważ nie jest związana ze wzrostem komórek. Zamiast tego bakterie są wykorzystywane jako katalizatory: nie są zużywane, a proces może być powtarzany tak często, jak jest to wymagane, z wystarczającymi fazami regeneracji - w sensie cyklu.
"W temperaturze pokojowej wzrost bakterii T. kivui zatrzymuje się. W takich warunkach komórki mogą być przechowywane przez kilka lat i reaktywowane w dowolnym momencie. Użytkowanie może być bardzo konfigurowalne i na żądanie."
Dr Adrian Eilingsfeld, Bionic Projects w Festo
Automatyzacja złożonych procesów
To, co wcześniej było możliwe tylko w laboratorium, może być teraz realizowane na skalę przemysłową dzięki BionicHydrogenBattery. Wiele produktów z portfolio Festo jest wykorzystywanych do automatyzacji bardzo złożonych procesów biotechnologicznych.
Łącznie w eksponacie zainstalowano 117 różnych typów produktów Festo (odpowiadających 1089 częściom). Na przykład, nowa, modułowa wyspa zaworowa VTUX w połączeniu z systemem automatyzacji CPX-E steruje dużą liczbą zaworów przy niewielkim zapotrzebowaniu na przestrzeń. Zawory z separacją mediów VYKC, należące do serii Lifetech, zapewniają płynny transport lepkiego roztworu biomasy do i z bioreaktorów. Przepływ przez filtry jest regulowany za pomocą zaworów zaciskowych VZQA. W celu precyzyjnego dozowania najmniejszych objętości cieczy do reaktorów, silniki skokowe EMMS-ST działają w połączeniu z głowicami pomp jako pompy perystaltyczne. Czujnik koloru SOEC połączeniu z supercząsteczkami wykrywa nawet najmniejsze ilości wodoru.
Bezpieczne procesy
Bakterie T. kivui są beztlenowe, tj. rozwijają się wyłącznie przy braku tlenu. W przypadku wycieku w systemie, bakterie giną natychmiast i nie stanowią zagrożenia dla ludzi. Jednocześnie brak tlenu uniemożliwia wodorowi utworzenie mieszaniny zapalnej. Co więcej, system zawiera tylko bardzo małe jego ilości w danym momencie.