Bio-fotólise
Consiste em utilizar microalgas e cianobactérias que em condições anaeróbicas dividem a molécula da água em hidrogénio e oxigénio, transferindo 4 eletrões dessa molécula para a enzima hidrogenase que está localizada no cloroplasto das algas e no citoplasma das cianobactérias.
Existem dois tipos de bio-fotólise, direta e indireta. A direta acontece em Chlamydomonas reinhadtii (algas) e Synechocystis (cianobactérias), e pode ser explicada pela ação da energia luminosa sobre um sistema biológico, resultando na decomposição da água e produção de hidrogênio.
A bio-fotólise indireta envolve normalmente cianobactérias que utilizam a energia armazenada nos carboidratos oriundos da fotossíntese para gerar hidrogênio a partir da água. A principal diferença entre os processos reside na fonte de onde derivam os eletrões para a enzima hidrogenase na direta provem da água enquanto que na indireta provem dos carboidratos.
Foto-fermentação
Está normalmente associada a bactérias púrpura não sulfurosas que utilizam compostos orgânicos (por exemplo ácido acético) para produzir H2. As bactérias que fazem fotofermentação não conseguem fixar o CO2 e por isso não conseguem fazer fotólise da água como as algas. Neste processo as bactérias utilizam a luz solar como fonte de energia para oxidar os compostos orgânicos captar os eletrões livres e através da enzima nitrogenase que origina como produtos finais o H2 e o CO2. Como mostra na seguinte reação:
Fermentação escura
A produção biológica de hidrogénio por fermentação escura ocorre em condições anaeróbias e na ausência de luz. Neste processo a produção de H2 é realizada por bactérias anaeróbias que metabolizam substratos orgânicos (como por exemplos biomassa, compostos orgânicos e águas residuais enriquecidas com carbono), tais como a glucose ou resíduos orgânicos. Este processo tem como vantagens, não necessitar de um aceitador de eletrões, não necessitar de luz para decorrer e conseguir atingir boas taxas de produção de H2. A produção é realizada degradando a matéria prima e produzindo H2, CO2, e ácidos gordos voláteis, esta matéria prima requer alguns tratamentos antes de ser utilizada, normalmente tem o tratamento térmico e químico para eliminar a presença de metanogênio.
A reação é um exemplo de produção de H2 através da glucose produzindo como subprodutos ácido acético e CO2.
Eletrolise da água
Decomposição da água em oxigénio e hidrogénio, por ação de uma corrrente elétrica. Processo com um elevado custo energético devido a difuldade de auto-ionização da a água.
BIO-HIDROGÉNIO 