“biotexnologiya asoslari”

Kimyoviy Issiqlik Mexanik Elektr -----------→ ------------→ -------------→ -------------→ Energiya Energiya Energiya Energiya

Yoqilg’i kimyoviy energiyasini elektr energiyaga aylantirishda dastlabki qadam, yoqilg’i elementlari deb ataladigan elektrokimyoviy generatorlar toki yaratish hisoblanadi. Bunda energiya konversiyasi bir bosqichda amalga oshadi:

Kimyoviy energiya → Elektr energiya

YOqilg’ining elektrokimyoviy oksidlanishi va oksidlovchining (odatda kislorod) qaytarilishiga, elektrolit eritmada mos keladigan elektrod tabiati bilan xulosalanadi. Elektrodda vodorod - kislorodli element, masalan: reaksiya quyidagicha kechadi:
Anod Katod
2H₂ ------------- - 4H^qq4e^-; O₂q4H^q -------------- 2H₂O - 4e^-
Bunda, hosil bo’lgan erkin energiya hisobidan vodorod suvgacha oksidlanadi.
Biokatalizatorlar va mikrobli tizimlarni qo’llash orqali yaratilajak yoqilg’i elementlarining biokimyoviy reaksiyalari quyidagi yo’llarga bo’linadi:

• 
  organik xarakterli noananaviy manbalardan yoqilg’i sifatida foydalanib yoqilg’i elementlari yaratish;
  
• 
  elektronlarni yoqilg’ida elektrodga o’tkazish bilan xarakterlanadigan katalizatorlar sifatida fermentlardan foydalanish;
  
• 
  fermentlarni immobillash yo’li orqali yoqilg’i elementlari imkoniyatlarini oshirish.
  

YOqilg’i konversiyasi uchun mikroorganizmlardan foydalanish bir necha yo’llarga bo’linadi:
Elektrod tizimida samarali oksidlanadigan noananaviy yoqilg’ini elektrokimyoviy faol birikmalarga aylantirish; batafsil o’rganilgan va keng qo’llaniladigan yoqilg’i vodorod hisoblanadi, shuning uchun ham vodorod hosil qiluvchi mikroorganizmlar istiqbolli hisoblanadi.
Bu maqsadda maxsus fermentyorlarda vodorodning uzluksiz to’planishini vujudga keltirish mumkin, vodorodning oksidlanishi esa vodorod - kislorodli maxsus moslamalarda amalga oshadi.
Vodorod hosil qiluvchi mikroorganizmlar uchun istiqbolli oziqalar: uglevodlar, uglevodorodlar, metan, spirtlar va organik kislotalar hisoblanadi.
Elektrod tizimida elektrokimyoviy potensial to’plovchi oziqa muhitida bevosita yordamchilar mavjud. Bu jarayonda substratni parchalash natijasida hosil qilinadigan metabolitlar aniq elektrokimyoviy faollik namoyon qilishi mumkin.
Mikroorganizmlar fermentlari toza holda yoqilg’ida elektronlarning elektrodga o’tishini tezlashtirishlari mumkin: .
Immobillangan gidrogenazalar vodorodning elektrokimyoviy ionizasiyasi reaksiyasida asosiy katalizator bo’lib xizmat qilishlari mumkin. Ushbu usulning o’ziga xos xususiyati kultural suyuqlikda bevosita elektrokimyoviy potensial paydo qilishidir. Birqadar muvaffaqiyatli yo’l bu - turli xil organik birikmalarni yuqori miqdorda qayta ishlaydigan anaerob mikroorganizmlardan foydalanib, biokimyoviy yoqilg’i elementlar yaratish hisoblanadi. Bunday element bioanod va katoddan tuzilgandir.
Katodni qaytaradigan oksidlovchi bo’lib havodagi kislorod xizmat qiladi. Elektrod mahsuloti sifatida plastinadan foydalaniladi.
Mikrobli bioyoqilg’i elementining kamchiligi, generasiyasida yoqilg’i elementning hajm birligida taqqoslaganda imkoniyati kamligidir.