Abstract
Continuous $H_2$ production from CO and water was studied in a trickle bed reactor(TBR) using Rhodopspedomonas palustris P4. To achieve high cell density, R. palustris P4 were cultivated by a fed-batch culture mode under chemoheterotrophic and aerobic condition, and final cell concentration was 13 g/L. TBR could provide sufficient residence time for CO to contact with cell suspension circulating TBR. The maximum CO uptake rate was found to be 16 mmol/L/hr at gas retention time of 50 min and CO partial pressure of 0.4 atm. In our correlation of the experimental data with mathematical model of TBR, the TBR operation with P4 was found to be lie in an intermediate state between mass transfer limitation and kinetic limitation. Due to the high cell density as well as hydrogen production activity in this study, TBR operation showed a superior performance to other previous reports on microbial hydrogen production.
CO로부터 수소를 생산할 수 있는 미생물인 R. palustris P4를 반응기에 적용하여 연속적으로 수소를 생산하는 연구를 진행하였다. 고농도 배양을 위해 R. palustris P4를 호기적 조건에서 영양요구성 성장을 시켰고 그 결과 13 g/L정도의 높은 균체 농도를 얻을 수 있었다. CO는 물에 잘 녹지 않는 기상의 기질이므로 반응기내에서 기체의 충분한 체류시간을 제공할 수 있는 반응기인 TBR을 수소생산 단계에 적용하였다. 기체 체류시간이 50분으로 운전되는 조건에서 CO의 분압이 0.4 atm일 때 최대 CO 소모 속도가 16 mmol/L/hr였다. 또한 광합성 미생물 R. rubrum을 적용하여 TBR에서 수소생산을 시도한 Gaddy group의 수소생산속도 3-4 mmol/L/hr에 4-5배 높은 수소생산 속도이다(3).
