Photoelectrochemical hydrogen production by using bacteriorhodopsin immobilized in polyacrylamide gel
Poliakrilamit jele tutuklanan bakteriorhodopsin kullanarak foto elektro kimyasal yöntemle hidrojen gazı üretimi
- Tez No: 75902
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Halobacterium halobium, Electrokimyasal hidrojen üretimi, Bakteriorhodopsin, Poliakrilamid j el, Immobilizasyon, Fotoelektroliz. vi, Halobacterium halobium, Electrochemical Hydrogen Production, Bacteriorhodopsin, Polyacrylamide Gel, Immobilization, Photoelectrolysis IV
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
öz POLÎAKRILAMID JELE TUTUKLANAN BAKTERIORHODOPSIN KULLANARAK FOTO ELEKTRO KİMYASAL YÖNTEMLE HİDROJEN GAZI ÜRETİMİ El-Bashiti, Tarek Yüksek Lisans, Biyoloji Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Meral Yücel Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İnci Eroğlu Eylül 1998, 107 sayfa Halobacterium halobium (H.halobium) hücre zarında, mor zar parçacıklarında ışık ile proton pompalama özelliğine haiz olan ve bakteriorhodopsin (BR) adı verilen retinal bir protein ihtiva eden fotosentetik bir bakteridir. Bu çalışmada öncelikle en yüksek BR ihtiva eden H. halobium suşunun en uygun üreme koşullan Bio flow 1000 fotobiyoreoktöründe araştırılmıştır. Uygun karıştırılma ve havalandırılma koşullarında H. halobium üç günde üretilmesi başarılmıştır. Bu araştırmada Türkiye'nin Orta Anadolu Bölgesindeki Tuz Gölü'nden ilk kez yeni bir H. halobium suşu izole edilmiş ve bu suş H. halobium MILTU olarak karakterize edilmiştir. Bu yem suş ve S-9 suşu 4 M'lik NaCl ihtiva eden tuzlu suda Biyo-fotoelektrokimyasal (Bio-PEC) hidrojen üretiminde kullanılmıştır. Bu amaçla800 ml kapasitede kesikli çalışabilan, sıcaklığı sabit tutulabilen cam bir reaktör tasarlanmış ve kurulmuştur. Katot olarak platin, anot olarak da gümüş levha kullanılmıştır. Deneyler 25 °C da ve 1.13 volt 'da yapılmıştır. Deneyler esnasında üretilen gaz bir bürette suyla yer değiştirerek toplanmiş ve gazın hacmi zamana göre kayıd edilmiştir. Tepkime kabı 50 cm uzaklıktan 1000 Watlık bir projektör lambasyla aydınlatılmıştır. Hidrojen üretim deneylerinin bir kısmı çöktürülmüş H.halobium S-9 suşu ile yapılmıştır. Tutuklanmış sistemde ise çöktürülmüş H.halobium S-9 suşu ve MILTU suşları ile ve bunlardan ayrıştırılan BR ile deneyler yapılmıştır. Tutuklanma poliakrilamid jelde gerçekleşmiştir. Sonuçlar birbirleriyle ve BR ihtiva etmeyen kontrol deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak BR'ın aydınlanınca hidrojen üretim hızım artırdığı bulunmuştur. Gerek ortalama hidrojen üretim hızında, gerekse sistemdeki her bir BR molü başına üretilen hidrojen molünde tutuklanmış sistemlerde, serbest çöktürülmüş bakteri kullanılan sistemlere nazaran daha yüksek değerler vermiştir. En yüksek ortalama hidrojen üretim hızı ve toplam hidrojen gazı hacmi çöktürülmüş H.halobium MILTU suşu ile elde edilmiştir. Bu değerlerin kontrol deneyleri sonuçlarıyla karşılaştırıldığında üç ila dört misli daha fazla olduğu anlaşılmaktadır. Ortalama hidrojen üretim hızı tutuklanmış BR başına üretilen mol hidrojen miktari en fazla tutuklanmış H.halobium MILTU suşu ile elde edilmiştir. Bu değer herbir mol BR başına 1430 mol hidrojen üretilmesidir. En düşük değer serbest çöktürülmüş hücrelerle elde edilmiştir. Bu na göre her bir mol BR'la 41.4 mol hidrojen üretilmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT THE PHOTOELECTROCHEMICAL HYDROGEN PRODUCTION BY USING BACTERIORHODOPSIN IMMOBILIZED IN POLYACRYLAMIDE GEL TAREK, EL-BASHITI M.S., Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Meral Yücel Co-Supervisor: Prof. Dr. inci Eroğlu September 1998, 107 pages Halobacterium halobium (H.halobium) is a photosynthetic bacteria containing a retinal protein bacteriorhodopsin (BR) in its purple membrane fragments which behave as a light driven proton pump upon illumination. In this study, the optimum conditions of the large scale growth of H.halobium in Bioflow 1000 bioreactor were investigated. The growth of H.halobium has been achieved within three days with the proper aeration and stirring rate. In this research, for the first time a new bacterial strain was isolated from Tuz Gölü in Central Anatolia in Turkey and characterized as H.halobium strain MILTU. This new strain and strain S-9 were used in the Bio-photoelectrochemical (Bio-PEC) hydrogen production in 4 M NaCl salt solution. For this purpose, a batch glass reactor having 800 ml capacity has been used. The reactor has a platinum electrode as cathode, a silver electrode as anode. Experiments were performed at 25 °C and 1.13 involt. The hydrogen gas produced during the experiments was recorded with respect to time as a volume change in water replacement burette. The reactor was illuminated by 1000 W of halogen lamp from 50 cm apart. The hydrogen production experiments were performed with free H.halobium strain S-9 packed cells. In the immobilized system, H.halobium strain S-9, H.halobium strian MILTU packed cells, and their isolated purple membrane fragment (PM) were used. Polyacrylamide gel (PAG) was used in the immobilization system. The results were compared with each other, and with the control experiments, which has not contained any protein BR. It has been concluded that presence of BR upon illumination enhances the hydrogen production rate. Both average rate of hydrogen production and moles of hydrogen produced per moles of BR have been increased by the immobilization. The maximum average rate of hydrogen production and total hydrogen produced have been observed with the immobilized packed cells of H.halobium strain MILTU. It has been concluded that both of these values increased three to four times by using BR when these values were compared with the results obtained from control experiments. The average rate of hydrogen production increased with increasing BR concentration and higher rates were obtained with much lower BR amount in the immobilized system. The maximum moles of hydrogen produced per mole of BR used has been obtained by immobilized H.halobium strain MILTU packed cells. In such case, 1430 moles of hydrogen produced per mole of BR used. However the minimum moles of hydrogen produced per mole of BR was obtained in the experiment carried out with the free packed cells. This value was about 41.4 moles of hydrogen produced per mole of BR used.
Benzer Tezler
- Photoelectrochemical hydrogen production by using halobacterium halobium
Halobacterium halobium kullanarak fotoelektrokimyasal yöntemle hidrojen gazı üretimi
VEDAT SEDİROĞLU
Doktora
İngilizce
1997
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Fundamental charge transfer and utilization processes of CdS photoanodes for photoelectrochemical hydrogen production from H2O and H2S splitting
H2O ve H2S ayrıştırması ile fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi için CdS fotoanotların temel yük transferi ve kullanım süreçleri
ELİF ÖYKÜ ALAGÖZ
- Chalcogenides in photoelectrochemical hydrogen production application and characterization
Fotoelektrokimyasal hidrojen üretiminde kalkogenidlerin uygulamaları ve karakterizasyonları
RANA MUHAMMAD ZUNAIN AYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
- Experimental investigation and analyses of continuous type hybrid photoelectrochemical hydrogen production systems
Başlık çevirisi yok
CANAN ACAR
Doktora
İngilizce
2016
Mühendislik BilimleriUniversity of Ontario Institute of TechnologyPROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Time-resolved investigations on the charge carrier dynamics of CuBi2O4 and Cu2O photocathodes for photoelectrochemical hydrogen evolution reaction
Fotoelektrokimyasal hidrojen evrim reaksiyonu için CuBi2O4 ve Cu2O fotokatotların yük taşıyıcı dinamikleri üzerine zamana bağlı incelemeler
EMİR ARDALI