21世纪生物制氢技术的研究进展
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术现状及其发展潜力引言：随着人类对清洁能源需求的不断增加，生物制氢技术作为一种潜在的可再生能源解决方案，备受关注。
本文将探讨生物制氢技术的现状以及其未来的发展潜力。
一、生物制氢技术的现状1. 生物制氢技术的基本原理生物制氢技术是利用微生物通过发酵过程产生氢气。
这些微生物可以利用有机物质，如葡萄糖或纤维素等，通过酶的作用将其转化为氢气和二氧化碳。
这一过程被称为发酵产氢。
2. 目前已知的发酵产氢微生物目前已知有多种微生物可以用于发酵产氢，包括厌氧菌类、光合菌类和产氢细菌等。
这些微生物具有不同的特性和适应环境的能力，可以在不同的条件下产生氢气。
3. 生物制氢技术的优势和挑战生物制氢技术相比传统的化学制氢方法具有以下优势：可再生、清洁、低碳排放。
然而，生物制氢技术也面临一些挑战，如微生物的培养和维持、产氢效率的提高以及废水处理等问题。
二、生物制氢技术的发展潜力1. 生物制氢技术在能源领域的应用前景生物制氢技术可以用于替代传统的化石燃料，成为未来能源的重要来源之一。
利用生物制氢技术产生的氢气可以用于发电、交通运输等领域，实现能源的清洁和可持续发展。
2. 生物制氢技术的创新和改进随着科学技术的不断进步，生物制氢技术也在不断创新和改进。
研究人员正在开发新的微生物菌株，改进发酵产氢的效率和稳定性。
此外，一些新的方法和技术，如基因工程、微生物群落工程等，也被应用于生物制氢技术的改进中。
3. 生物制氢技术与其他能源技术的结合生物制氢技术可以与其他能源技术相结合，形成多能源系统。
例如，将生物制氢技术与太阳能、风能等可再生能源相结合，可以实现能源的互补和稳定供应。
4. 生物制氢技术在环保领域的意义生物制氢技术的发展不仅可以解决能源问题，还可以减少环境污染和温室气体排放。
生物制氢技术可以将废弃物和废水转化为有用的能源，从而实现废物资源化和环境保护的双重目标。
结论：生物制氢技术作为一种可持续发展的能源解决方案，具有巨大的发展潜力。
生物制氢研究进展
生物制氢研究进展产氢机理与研究动态摘要：阐述了7 类生物制氢系统的产氢机理、影响因素以及提高产氢率和产氢量的方法，介绍了国外最新的研究进展。
光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术是研究的热点，而厌氧发酵由于产氢效率较高而成为最具潜力的生物制氢技术之一。
光合–发酵杂交技术不仅减少了所需光能，而且增加了氢气产量，同时也彻底降解了有机物，使该技术成为生物制氢技术的发展方向。
关键词：生物制氢；光发酵；厌氧发酵目前全世界所需要的80%的能源都来自于化石燃料，但其储量有限，且趋于枯竭。
化石燃料燃烧时生成COx、SOx、NOx、CxHx、烟雾、灰尘、焦油和其他有机化合物，造成了严重的环境污染并使全球气候发生变化。
为了缓解能源危机和环境问题，氢气将是最佳的替代能源。
氢是一种清洁的新型能源，不含碳、硫及其他的有害杂质，和氧燃烧时只生成水，不会产生COx、SOx和致癌物质，大大地减轻了对环境的污染，保护了自然界的生态平衡。
氢除了具有化石燃料的各种优点外，还有它独特的优点，即：可储存性、可运输性好；不仅是所有已知能源中能量密度最大的燃料，还可作为其他初级能源（如核能太阳能）的中间载能体使用；转换灵活，使用方便，清洁卫生。
氢能是一种可再生的永久性清洁能源，符合人类长远发展的需要。
因此，从20 世纪70 年代起，世界各国就对氢能的开发研究十分重视。
用氢制成燃料电池可直接发电，也可采用燃料电池和氢气–蒸汽联合循环发电，其能量转换效率大大高于现有的火力发电。
除了作为能源，氢气还有着其他广泛的用途，如用于氢化工艺中生产低分子量饱和化合物，生产氨、盐酸和甲醇，提炼金属矿，作为防腐防氧化的除氧剂、火箭发动机的燃料、发电机的制冷剂等，液氢还可用于低温及超导工业。
氢气可以通过很多工艺制取，包括电解水、光解水、热解水、热化学分解水和热催化重整、热解、气化、汽化富氢有机化合物等。
当前，90%以上的氢气来自于天然气、轻油馏分的气化重整工艺，电解水、气化煤和重整甲烷也是工业上常用的方法。
生物制氢技术的研究进展
生物制氢技术的研究进展随着全球能源需求的持续增长，化石燃料的资源短缺和环境问题日益凸显，新能源的研究和应用已成为各国的热点之一。
生物制氢技术作为一种可持续发展的新能源技术，近年来受到越来越多的关注。
本文将着重介绍生物制氢的基本原理和最新研究进展。
生物制氢是一种利用微生物将有机废弃物转化为氢气的过程。
生物制氢的基本原理是通过微生物代谢处理有机物质时，产生氢气作为副产物。
常见的生物制氢微生物有产氢菌，其中发酵产气菌属于产氢菌的一种。
产氢菌的代谢途径主要分为两类：靠营养成分产生氢气的生产型代谢和利用有机物产生氢气的基质型代谢。
生产型代谢是指通过微生物使用酸类营养物，产生氢气和有机酸的代谢途径。
其中产氢细菌普遍采用的是厌氧性的、低pH值的发酵过程。
主要原理是将有机酸通过与细菌产生的氢气反应，进而分解为氢气和二氧化碳。
基质型代谢则是一种通过在有机废物中加入特定微生物，加速有机质分解产生氢气的技术。
这种代谢重要的是它可以将工业和农业废弃物转化为有价值的能源。
生物制氢技术的研究与应用已经得到广泛的关注。
从微观方面，目前主要研究生物转化氢气的代谢途径以及代谢途径中涉及的酶和基因，优化有机废弃物转化为氢气的过程。
同时研究如何培养、筛选最有效的产氢微生物，提高产氢的效率，并有效避免废弃物过多对环境造成二次污染。
从宏观方面，主要是降低成本，提高生产效率，从而使生物制氢技术广泛应用于能源产业。
在微观方面，针对生物制氢应用中的硫毒化现象，一些学者提出了新的解决办法。
首先，添加硫抑制剂法，这种方法利用抑制剂对细菌进行处理，以降低硫对产氢细菌的抑制作用。
其次，即时空分布将硫的影响降到最低，即在出口流速快的气流中添加酸，让酸从出口流向反应器的中心，使酸反映的时间和硫的浓度最小化。
同时，研究人员发现了新型产氢的细菌，这一细菌的厌氧发酵能力较强，电位差大，使得酶的反应速度加快，从而使其对于转化能源的作用进一步提升。
除此之外，生物制氢技术在产氢效率方面也取得了不小的进展。
生物制氢的研究进展
生物制氢的研究进展氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。
氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生COZ，可以实现真正的“零排放”。
此外，氢与其它含能物质相比，还具有一系列突出的优点。
氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍；用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其它各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30－60％，如作为燃料电池的燃料，效率可高出一倍；氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用；在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电。
氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。
小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上；氢也能直接作为发动机的燃料，日本已开发了几种型号的轻能车。
预计到21世纪初，燃氢发动机将在汽车、机车、飞机等交通工具的应用中实现商业化。
氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。
在这些方法中，90％都是通过天然的碳氢化合物一天然气、煤、石油产品中提取出来的。
除了生物制氢技术外，其它的制氢技术都要消耗大量的化石能源，而且也要在生产过程中造成环境污染，所以采用生物制氮技术，减少环境污染，节约不可再生能源，可能成为未来能源制备技术的主要发展方向之一。
1、生物制氢技术的发展早在19世纪，人们就已经认识到细菌和藻类具有产生分子氢的特性。
20世纪70年代的石油危机使各国政府和科学家意识到急需寻求替代能源，生物制氢第一次被认为具有实用的可能，自此，人们才从获取氢能的角度进行各种生物氢来源和产氢技术的研究。
当今世界所面临的能源与环境的双重压力，使生物制氢研究再度兴起。
各种现代生物技术在生物产氢领域的应用，大大推进了生物制氢技术的发展。
微生物固定化制氢技术的研究现状与展望
微生物固定化制氢技术的研究现状与展望
1. 研究现状
微生物固定化制氢技术是利用细菌从可生物降解的有机物质中
分解氢，从而实现生物工艺制氢的一种技术。
目前，微生物固定化制氢技术伴随着科学的进步，取得了一定的进展。
首先，研究人员已经成功地建立了一系列细菌，获得了多种细菌的生物质氢制备技术，如由放线菌等建立的微生物发酵过程，以及由枯草芽孢杆菌和芽孢杆菌等建立的基于酸性发酵的系统。
此外，研究人员已经开发了一系列基于催化复合物的新型改性催化剂，能够有效地增加发酵液中的氢气释放。
此外，研究人员也在研究利用细菌聚合酶分解高分子有机物质，如糖，以及利用微生物便携式技术，以提高氢气生成率方面取得了一定的进展。
2. 展望
今后，微生物固定化制氢技术的研究将继续向前发展，可期待的是：
1）逐渐完善基于生物技术的工艺，开发出更高效的微生物固定化氢技术，以便更有效的制氢；
2）发展出可用于大规模工业应用的微生物固定化制氢技术，提高氢气生成率，减少成本，提高投资回报；
3）将微生物固定化制氢技术与其他生物技术相结合，实现可持续发展；
4）研究先进的氢气分离技术，进一步提高氢气的经济性；
5）逐步完善国内外关于微生物固定化制氢技术的管理系统，使之更加完善。
生物制氢技术的研究进展
生物制氢技术的研究进展沈灵斌（浙江大学附属中学，浙江省310007）【摘要】氢能具备高热值、清洁、可利用的原料丰富等优点。
因此，氢能的开发与利用是新能源研究的主攻方向。
本文概述了近代生物质制氢技术的几个主要研究方向，包括以藻类微生物、厌氧发酵微生物为主的生物质发酵制氢技术。
详细地分析了相关技术路线的优缺点，并对其未来应用进行了展望。
【关键词】生物制氢；微藻制氢；微生物制氢；秸秆制氢【中图分类号】TQ116.2【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）01-0027-02自20世纪中叶以来,人类观测到许多前所未有的气候变暖的现象:大气变暖、海洋升温、积雪和冰川减少、海平面上升以及温室气体大幅度增加。
近三十年的地表温度显著高于1850年之前的任何阶段。
IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)先后发表了4份全球气候评估报告,明确提出能95%地确定人类活动是观测到变暖的主要原因。
然而促进经济发展、缩小贫困差距、保护环境、应对气候变化等问题。
是中国在现代化建设过程中面临的主要问题。
尽管已经推出了一系列严厉的节能减排政策,但由于燃煤经济仍在中国经济中占有较大的比例,因此,中国碳排放量依旧高居世界前列。
氢能因清洁、能量密度高、零排放以及制取原料来源广等优点逐步成为国际社会的能源热点。
我国是一个农业大国,秸秆等一些可进一步进行农业资源化综合的物质可实现较为经济的生物质气化制氢,在我国较有发展前途。
氢气作为一种能源载体,在传递化学能的过程中并没有碳元素的参与,可以极大地减少二氧化碳减排,对于环境的保护具有重大意义。
石油化工、燃料电池等行业在目前或未来都会有大量的氢气需求。
然而,氢气是一种二次能源,不能在自然界中直接分离获得,想要获得氢气,必须由其他物质分解产生。
大多数制氢工艺是基于化石能源的,需要使用重整工艺等技术,需要石油工业的产品-碳氢化合物。
这种生产方式在生产过程中需要有石油的参与,这种方式生产氢气有可能会产生污染物,不能称为一种“洁净气体”。
生物质催化制氢技术的研究进展
生物质催化制氢技术的研究进展近年来，能源不断稀缺，地球的环境也受到了威胁，清洁能源的研究和应用越来越重要。
一个重要的清洁能源之一是氢能源，而生物质催化制氢技术是实现可持续氢能源生产的有前途的方法之一。
本文将探讨生物质催化制氢技术的研究进展。
一、生物质催化制氢技术的定义生物质催化制氢技术可以将生物质（如纤维素、木材等）转化成氢气和一些碳氢化合物的混合物。
这种技术主要基于生物质气化反应，其主要过程包括氧化还原反应、热裂解、甲烷化、重整、流化床等。
由于生物质催化制氢技术可以充分利用生物质资源，同时也可以将这些生物质转化为高附加值的氢气和化学品，所以受到越来越多的关注。
二、生物质催化制氢技术的发展历程生物质催化制氢技术的发展可以分为三个阶段。
第一阶段是20世纪80年代初，主要以生物质热裂解为主。
然而，由于热裂解过程中，产品含杂物比较多，很难得到高纯度的氢气，同时热量效率也相对较低。
第二个阶段是90年代初，先进的流化床反应器广泛应用于生物质气化反应中。
这种技术可以提高气化效率和产气率，同时还可以实现一些催化反应，如乙醇重整反应等。
第三个阶段是2000年后，生物质催化制氢技术得到了进一步提高。
新型的反应器，比如微型反应器和纳米材料催化技术，得到了广泛应用。
这些先进的反应器可以提高反应速度和选择性，同时还可以实现高效的还原反应。
三、生物质催化制氢技术的研究方向目前，生物质催化制氢技术的研究主要集中在以下三个方面：1. 催化剂的合成与优化催化剂是生物质催化制氢技术中最关键的组成部分，其直接影响氢气生成率和选择性。
现在，有多种催化剂应用于生物质催化制氢反应中，包括镍基催化剂、铁基催化剂、铜基催化剂和贵金属催化剂等。
研究人员在不断探索新型催化剂，并通过优化这些催化剂的组成和结构，提高了生物质催化制氢反应的效率和选择性。
2. 生物质气化反应的机理研究为了更好地理解生物质催化制氢反应，研究人员一直在探索生物质气化反应的机理。
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术现状及其发展潜力
生物制氢技术是一种利用微生物代谢产生氢气的技术，其主要原理是通过微生物的代谢过程，将有机物质转化为氢气和二氧化碳等产物。
生物制氢技术具有环保、可持续、低成本等优点，因此备受关注。
下面将从现状和发展潜力两个方面进行阐述。
一、现状
目前，生物制氢技术已经得到了广泛的研究和应用。
在微生物方面，利用厌氧细菌、光合细菌、蓝藻等微生物进行生物制氢已经成为了研究的热点。
在反应器方面，传统的反应器包括连续式、批式、半连续式等，而近年来，微型反应器、膜反应器等新型反应器也被广泛应用。
在生产方面，生物制氢技术已经被应用于废弃物处理、生物质能源开发等领域。
二、发展潜力
尽管生物制氢技术已经取得了一定的进展，但是仍然存在着一些挑战和问题。
首先，微生物的生长速度和产氢能力需要进一步提高。
其次，反应器的设计和优化需要更加精细化，以提高反应器的效率和稳定性。
此外，生产成本也需要进一步降低，以提高生物制氢技术的经济性。
为了解决这些问题，未来的研究方向主要包括以下几个方面：
1. 微生物优化：通过基因工程等手段，改良微生物的代谢途径，提高其产氢能力和生长速度。
2. 反应器设计：开发新型反应器，如微型反应器、膜反应器等，以提高反应器的效率和稳定性。
3. 催化剂研究：开发新型催化剂，以提高反应速率和选择性。
4. 生产成本降低：通过废弃物利用、生物质能源开发等方式，降低生产成本，提高生物制氢技术的经济性。
总之，生物制氢技术具有广阔的发展前景，未来的研究和应用将会更加广泛和深入。
生物质制氢技术的研究现状与展望
一、引言在当前全球能源形势严峻的背景下，生物质制氢技术作为一种可持续发展的新型能源技术备受关注。
本文将对生物质制氢技术的研究现状和展望进行深入探讨，帮助读者全面了解这一领域的进展。
二、生物质制氢技术概述生物质是指植物在生长过程中固定的光能，可以通过热化学和生物化学方法转化为燃料、化学品等有机化合物。
生物质制氢技术是利用生物质资源生产氢燃料的技术，其优势在于可再生、低碳排放和资源广泛。
随着能源危机和环境污染问题的日益突出，生物质制氢技术受到了广泛关注。
三、生物质制氢技术的研究现状1. 生物质气化制氢技术生物质气化是将生物质物质在高温条件下进行分解，生成一氧化碳、氢气等气体。
通过气化反应，可将生物质转化为合成气，再通过水煤气变换反应制备氢气。
目前，生物质气化制氢技术在实验室和工业化生产中取得了一定进展。
2. 微生物发酵制氢技术生物质可通过微生物发酵产生氢气，这是一种相对环保的生产方法。
随着生物技术的发展，一些特殊菌株的应用使得生物质发酵制氢技术逐渐成熟。
生物质发酵制氢技术在实验室阶段已取得了较好的效果，但在工业化应用中还存在一定的技术难题。
3. 生物质光解制氢技术生物质光解制氢技术利用太阳能作为能源，将生物质中的水分子分解为氢气和氧气。
这是一种潜在的清洁能源制备方式，其研究目前处于实验室阶段，尚未进行工业化应用。
四、生物质制氢技术的展望生物质制氢技术具有巨大的发展潜力，但在实际应用中仍然存在许多挑战。
首先是生物质资源的可持续供应问题，需要建立可持续的生物质供应链；其次是高效的氢气生产技术，需要进一步提高生产效率和降低成本；最后是氢气的应用技术，需要配套发展氢燃料电池等技术。
个人观点与理解生物质制氢技术是未来能源发展的重要方向，具有可持续发展和环境友好的特点。
我认为，在今后的研究中，应当优先考虑改进氢气生产技术，并加大对生物质资源可持续利用和环境友好性的研究。
需要政府、企业和科研机构的共同努力，推动生物质制氢技术的实际应用和商业化。
利用生物质制氢的研究进展
利用生物质制氢的研究进展近年来，由于化石能源的不可持续性和对环境的危害，人类开始朝着更加环保和可持续的能源方向发展，其中氢能作为新一代清洁能源备受瞩目。
生物质制氢是氢能领域中的一种绿色途径，其具有低成本、高效益、环境友好等优点。
本文将重点讨论生物质制氢的研究进展。
一、生物质制氢原理生物质制氢是利用天然物质——生物质的含氢基团，采用生物学、化学、物理、计算机等多种科学技术手段，对生物质加热或微生物发酵过程中产生的氢气进行分离和纯化，从而获得高纯度氢气。
生物质制氢技术主要分为生物酶促和热化学两种方式。
（1）生物酶促方式该方式是利用生物酶促反应，将生物质经微生物凝聚和分解后，产生的氢气和二氧化碳、甲酸等物质分离出来。
生物酶促方式可以分为单一微生物种源和混合菌种方法两种。
目前，混合菌种方法得到了广泛的应用。
它可以使用不同的废弃物作为原料，如纸浆、农业废弃物、食品废弃物等，运用微生物新陈代谢作用，获得高效率氢气的制备。
（2）热化学分解法热化学反应是一种将生物质转化为氢气的方式，是通过热化学反应或热解反应技术，将生物质高温加热，使其分解出含氢原始芳香族化合物，采用气相色谱、质谱和核磁共振等方法对气体组分进行分析，从而可以获得高纯度的氢气，主要包括干式热化学反应、湿式热化学反应等几种不同类型。
其中，干式热化学反应技术成为实现生物质制氢技术的一项重要技术之一，其应用前景广阔。
二、生物质制氢技术的优点（1）低成本生物质制氢的原材料使用天然资源，成本相对较低，比传统的化石能源要低得多，其中，生物质余弦和能量植物又属于生命价值评价最高的物质，所以制氢成本会更低。
（2）可再生性和环境友好性生物质制氢技术途径可以使得能源的产生不依赖于非可再生的化石燃料。
因此，可以大大减少自然资源的消耗和损坏，同时生产过程中所排放的二氧化碳排放量极低，因此可以保护环境，减少碳排放，达到二氧化碳减排的目的。
（3）广泛适用性生物质制氢途径可以适用于很多种源。
生物氢气的制备与应用研究
生物氢气的制备与应用研究在可再生能源的发展中，生物能源食品链被认为是一种有前途的新型能源，其中生物氢气作为一种新兴能源，具有可再生、无污染等特点，备受关注。
本篇文章将介绍生物氢气的制备方法及其应用研究进展。
一、生物氢气的制备方法1. 光生物制氢法光生物制氢法是通过采用微生物进行光合作用或发酵，利用生物体内光合作用或发酵过程中产生的氢气来制备生物氢气。
该方法适用于绿藻、蓝绿藻、细菌、真菌等各种生物体。
2. 快速厌氧发酵法快速厌氧发酵法是利用厌氧细菌进行快速发酵，通过厌氧菌的代谢过程中产生氢气来制备生物氢气。
该方法适用于豆类、谷物、水果等食物垃圾。
3. 生物电化学制氢法生物电化学制氢法是通过微生物的电子传递过程，利用外加电势的作用，促进微生物在电极表面运动并代谢产生氢气，从而实现生物氢气的制备。
二、生物氢气的应用研究进展1. 生物氢气在能源领域的应用研究生物氢气作为可再生能源，已经成为氢燃料电池的理想能源来源。
生物氢气可以直接用于燃烧发电，也可以用于氢燃料电池发电。
在需要高纯度氢气的场合，可以采用分离技术将生物氢气提取出来，得到高纯度氢气后进行储存和利用。
2. 生物氢气在环保领域的应用研究生物氢气的制备过程中不会产生有害物质，不会对环境产生污染。
同时，生物氢气作为一种清洁能源，能够有效减少空气污染和温室气体排放，因此在环保领域有着广泛的应用前景。
3. 生物氢气在农业领域的应用研究生物氢气可以作为肥料使用，可以促进农作物的生长，提高农作物的产量和品质，同时可以减少农药的使用，保证农作物的生态环境。
此外，生物氢气可以用于畜牧业的粪便处理，将动物粪便中的有机物分解，生产氢气，减少有机物的污染和对环境的危害。
结语生物氢气作为一种新型能源，有着广泛的应用前景，在能源、环保、农业等领域的应用中都有着重要的作用。
随着技术的不断进步和应用场景的不断扩大，相信生物氢气在未来的发展中会有着更加广阔的空间和更加深刻的影响。
生物质制氢技术研究进展
驾岗黼。粼新交移霸凝翔＝利崩推羹德趔趣谚渺划、
万方数据
万方数据
万方数据
生物质制氢技术研究进展
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
于洁， 肖宏， YU Jie， XIAO Hong 于洁,YU Jie(中国科学院上海生命科学研究院生命科学信息中心,上海,200031;中国科学院 研究生院,北京,100039)， 肖宏,XIAO Hong(中国科学院上海生命科学研究院生命科学信息 中心,上海,200031)
生物质制氢技术不同于风能、太阳能、水能之处在 于生物质制氢技术不仅可以有“生物质产品”的物质性 生产，还可以参与资源的节约和循环利用。例如气化 制氢技术可用于城市固体废物的处理，微生物制氢过
收稿日期：２００６旬ｌ－０９
修回日期：２００６Ｊ０４．１０
十通讯作者，电子信箱：ｈｘｉａｏ＠ｓｉｂｓ．ａｃ．ｃｎ
『Ｊ耍渤圆爆椎堪鲤雾麓墓麓絮稍耩。巍名ｇ磊苫 ｉ蚕蠢馨萝鏊俣刚蚴；溶一鬈豢烷ｊ蒸卷理＿擢搿妻每鋈羹鲤 作为吸：附剂能够增加氢气霪夺籍薹ｉ冀羊主桶ｉ懦『ｉｉ｝＝ 餐嚼零继厘厘濞。√润臻淄竖蠢强磅霪理捱羽裂摧
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化石能源的渐进枯竭，国际市场油价的日高一日， 给我国高速发展的社会经济带来越来越大的压力。根 据国家海关总署提供的资料，我国从１９９３年变为石油 净进口国。过去的１０年中，我国石油需求量几乎翻了 一番。同时，环境生态问题与国家安全问题日益受到 各国的高度重视，新替代能源的研制和开发已成为各 国科研生产的战略重点之一。
生物制氢技术的研究与应用
生物制氢技术的研究与应用近年来，环保领域的发展日益壮大，一系列的环保技术也逐渐进入人们的视线，其中生物制氢技术就是一种备受关注的环保技术。
生物制氢技术是指利用生物学的方法，将生物质、废弃物等有机物质降解成氢气和二氧化碳等产物。
该技术具有绿色环保、节能减排等诸多优点，成为研究和应用的热点。
一、生物制氢技术的研究1. 生物制氢的原理生物制氢是通过固定生物体内的降解酶，将有机物质降解成H2和CO2产物，该程序在微生物的细胞质内进行。
生物制氢通常是在好氧条件下通过厌氧代谢产生的，同时还产生了大量的代谢废物和热能。
此外，生物制氢的反应通常是在低氧或者没有氧的条件下进行的。
2. 生物制氢的特点生物制氢技术具有以下特点：（1）低能耗，减少二氧化碳排放，且易于实现。
（2）生物体生长速度快，能源密度大。
（3）微生物生存环境容易调控，生物制氢反应的生产效率高。
（4）反应产物获得容易。
3. 生物制氢技术的研究进展生物制氢技术的研究波澜不断。
从最初的基础研究，到现在的工程化转化和应用，生物制氢技术已经成为生物质能的主要领域之一。
目前主要的研究方向有以下几个：（1）微生物资源的筛选和改良：微生物的特点是反应环境容易控制，因此研究生物制氢的重要方向是微生物资源的筛选和改良。
金属细菌和光合细菌是目前研究的热点。
（2）发酵条件的优化：作为生物制氢反应最重要的参数之一，发酵条件的优化是生物制氢研究的重要方向之一。
影响发酵条件的因素有氧量、温度、pH、废物浓度等。
（3）工程化转化：工程化转化是将科研成果应用到实际生产中的重要途径。
随着生物制氢技术的研究不断深入，在工程化转化方面也出现了新的构想和思路。
例如以光合细菌为基础的微型反应器。
二、生物制氢技术的应用1. 生物制氢技术在能源领域的应用（1）生物质能的转化：生物质能包括生物质固体、生物质液体和生物质气体三种形态，其中生物质液体和生物质气体的生物制氢技术技术成熟。
通过生物制氢技术将其转化成氢气，具有广泛的应用前景。
生物制氢的研究开发 相关资料
我国生物制氢的研究与开发摘要伴随21世纪的到来，世界各国都面临着亟待解决的能源问题。
氢能是高效清洁环保型能源，在我国发展氢能源具有重要的战略意义。
介绍了制备氢能的几种途径，着重介绍生物制氢。
生物制氢在开发氢能源方面具有重要的现实地位, 采用生物制氢技术有利于减少环境污染，节约不可再生能源，应该成为未来能源制备技术的发展方向。
但此技术目前仍处于研究探索阶段，应加快发展生物制氢技术研究的步伐，早日实现这一技术的产业化。
本文对生物制氢技术近年的发展及现状进行了总结，并结合生物制氢领域存在的问题，展望了其发展前景。
Abstract Along with the coming of the 21stcentury, every country of the world encountered with the problem of energy requirement.Hydrogen is a best kind of green energywith high calorific value. Its development has very important denotation of strategy in our country. This paper introduce some kinds of technology of hydrogen. In the main, hydrogen produced using living things in the paper.Hydrogen produced using living things possesses very important and realistic status in hydrogen exploited, the use of biological hydrogen production technology helps to reduce pollution and save non－renewable energy sources,so it will become one of the mostly important direction in the further.But the technology of hydrogen produced using living things is at researched and explored stage. It must to be accelerated in researching side andmust to be achieved industrialization as early as possible.This paper summarizes the development of current bio-hydrogen technology，analyzes the problems in its theoretical and technical studies,and introduces the application prospect of bio-hydrogen technology.关键词：氢能源生物制氢可再生能源Keywords：hydrogen energy hydrogen produced using living things renewable energy source我国生物制氢的研究与开发摘要伴随21世纪的到来,世界各国都面临着亟待解决的能源问题。
生物制氢技术现状及其研究进展
生物制氢技术现状及其研究进展生物制氢技术是利用一些微生物通过光合作用、化学合成等方式，将水分解产生氢气的一种新型制氢技术。
具有环保、节能、绿色等优点。
目前，生物制氢技术已经成为制氢领域新的研究热点。
下面将从现状和研究进展两个方面进行探讨。
一、生物制氢技术的现状1.发展历程生物制氢技术起源于上世纪60年代，首次使用绿藻进行实验，但由于生长速度慢及光合效率低等原因，并未得到广泛应用。
之后，通过多年的研究，找到了更适合生物制氢的菌株，如光合细菌、厌氧细菌等，这些菌株的生长速度大大提高，光合效率也有所增加，因此，生物制氢技术得以逐渐发展。
2.技术难点（1）菌株筛选：生物制氢的基础是选择一种适合的微生物，优选条件是在光或者厌氧环境下，能够利用水分子产生氢气，并且生长速度快，光/反应效率高。
（2）反应环境：光合作用需要光线作为驱动，厌氧反应需要无氧环境，这个需要研究员通过优化反应器系统，实现稳定的气体产出。
（3）菌群稳定性：要想实现大规模生产，需要菌株能够适应复杂环境，抵御重金属等各种污染物的影响，维持产气稳定。
二、研究进展1.基因工程技术通过基因工程技术，对生物制氢中关键的多种酶的基因进行改造，提高氢气的产量和生产稳定性。
比如，添加氢酶基因可以增强微生物利用水分解产生氢气的效率。
2.光热传导材料研究人员也尝试使用光热传导材料将光能转化为热能，提高生物细胞的温度以促进酶的活性，从而提高生产效率。
3.综合利用研究生物制氢技术的产气过程产生大量的废水，有研究完成了这些废水中营养物质的回收，用于微生物的繁殖和再生利用。
4.产气时间延长早期的研究表明，厌氧细菌在适宜的时候会进行快速的反应，但会产生毒性物质，对菌群生长不利。
因此，研究人员进行了实验，通过改变环境条件，让厌氧细菌产气时间更长，10天、20天，让废水降解更完备，维持系统平稳工作。
总之，随着绿色节能的趋势不断升温，生物制氢技术作为一种绿色环保的制氢新技术，吸引着人们广泛的关注和研究。
生物质催化制氢技术的研究和应用
生物质催化制氢技术的研究和应用随着环保意识的不断提高，人们对新能源的需求也越来越大。
而氢能作为一种清洁的能源形式，逐渐受到世界各地能源研究者的青睐，并且在实际应用中也取得了一些重要的成果。
其中，生物质催化制氢技术是一项广受关注的技术，其独特的制氢方法和清洁的制氢过程使得其被认为是未来氢能产业发展的重要方向之一。
一、生物质催化制氢技术的基本原理生物质催化制氢技术是一种以生物质为原料，在生物催化剂作用下，将生物质分解为氢、二氧化碳和一些有机物的一种技术。
其基本原理是利用一些生物质的分解产物，特别是生物质的可发酵性有机物，通过微生物的作用和生物质催化剂的辅助，在较低的温度、压力条件下实现氢的分离和纯化。
该技术的反应式为：C6H12O6 → 2CO2 + 2H2其中，C6H12O6代表生物质成分，2CO2代表产生的二氧化碳，2H2代表产生的氢气。
这种反应过程需要在一定的温度和压力条件下完成，一般在微生物的作用下，反应温度为30-60℃，压力为1-5atm。
二、生物质催化制氢技术的优势生物质催化制氢技术具有以下优势：1.清洁、环保生物质催化制氢技术生产的氢气产生的二氧化碳比传统火力发电和石化化工少，有助于降低大气污染，对环境友好。
2.资源丰富生物质催化制氢技术以生物质为原料，可利用农业废弃物、食品废品、城市垃圾等丰富的资源，有助于解决能源危机和降低生活垃圾处理成本。
3.部署灵活生物质催化制氢技术可在地域性较高的地区进行部署，有助于降低能源损失和提高能源的分布效率。
三、生物质催化制氢技术的研究进展目前，生物质催化制氢技术已经得到了广泛的研究和应用，在催化剂的选择、反应器的设计和构建等方面取得了一些重要成果。
1.催化剂的选择生物质催化制氢技术的成功与否，与催化剂的选择存在很大的关系。
当前主要的催化剂包括纳米催化剂、光催化剂、微生物等。
其中，纳米催化剂具有比表面积大、反应活性高、操作方便等优点，是目前研究的热点之一。
微生物制氢技术的突破与应用发展
微生物制氢技术的突破与应用发展近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增长，微生物制氢技术作为一种绿色、清洁的能源生产方式受到了广泛关注。
微生物制氢技术利用微生物的代谢活动将有机物转化为氢气，具有高效、环保的特点，被认为是未来可持续发展的重要能源之一。
本文将从微生物制氢技术的突破与应用发展两个方面进行探讨。
一、微生物制氢技术的突破1.1 基于基因工程的微生物改良传统的微生物制氢技术受限于微生物自身的产氢能力，产氢效率较低。
然而，通过基因工程手段对微生物进行改良，可以提高其产氢能力。
近年来，科学家们利用基因编辑技术，成功地改造了一些微生物，使其产氢能力大幅提升。
例如，通过改变微生物代谢途径中的限制步骤，使其能够更高效地将有机物转化为氢气。
这一突破为微生物制氢技术的发展带来了新的可能性。
1.2 利用共生关系提高产氢效率微生物制氢过程中，微生物与其他生物之间的共生关系对产氢效率起着重要作用。
研究人员发现，某些微生物与其他微生物或植物之间存在着共生关系，可以相互促进产氢过程。
例如，一些微生物可以通过与植物共生，利用植物提供的有机物为能源，从而提高产氢效率。
这种共生关系的发现为微生物制氢技术的突破提供了新的思路。
二、微生物制氢技术的应用发展2.1 能源生产微生物制氢技术作为一种可再生能源生产方式，具有广阔的应用前景。
目前，一些国家已经开始将微生物制氢技术应用于能源生产领域。
通过在工业废水、农业废弃物等资源中利用微生物制氢技术，可以实现废物的再利用，并产生清洁能源。
这种能源生产方式不仅能够减少环境污染，还能够缓解能源紧张的问题。
2.2 污水处理微生物制氢技术还可以应用于污水处理领域。
传统的污水处理方法往往需要大量的能源消耗，而微生物制氢技术可以利用废水中的有机物为能源，同时产生清洁能源。
这种技术不仅能够高效地处理污水，还能够实现废物资源化，减少对环境的负面影响。
2.3 生物质能源转化生物质能源是一种重要的可再生能源，微生物制氢技术可以将生物质转化为氢气，实现能源的高效利用。
生物制氢技术研究现状及进展1
生物制氢技术研究现状及其进展氢能-简介氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。
它是一种极为优越的新能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。
氢能-氢特点氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。
作为能源，氢有以下特点：（l）所有元素中，氢重量最轻。
在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。
（2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。
据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。
（4）除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351k J/kg，是汽油发热值的3倍。
（5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。
（6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
（7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现在的内燃机稍加改装即可使用。
（8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
氢的制法：1矿物燃料制氢2电解水制氢3太阳能光解水制氢4生物制氢生物制氢过程可以分为5类：（1）利用藻类或者青蓝菌的生物光解水法；（2）有机化合物的光合细菌（PSB）光分解法；（3）有机化合物的发酵制氢；（4）光合细菌和发酵细菌的耦合法制氢；（5）酶催化法制氢。
生物氢能源生产技术研究
生物氢能源生产技术研究
生物氢能源是一种可再生能源，具有很高的能源密度和环境友好性。
它通过利用微生物代谢产生氢气，可以在广泛的生物体中进行生产，如细菌、藻类和真菌等。
在过去的几十年中，生物氢能源生产技术已经取得了
很大的进展。
本文章将介绍一些常用的生物氢能源生产技术，并对其优势
和劣势加以评价。
第一种生物氢能源生产技术是光合生物制氢。
这种技术利用藻类和一
些细菌进行氢气产生。
在光合作用过程中，光能被藻类和细菌吸收，并被
转化为化学能，进而转化为氢气。
这种技术的优势是具有很高的产氢效率
和利用率，可以利用太阳能作为能源，并且不会产生二氧化碳等有害物质。
然而，其缺点是产氢速度较慢，且产生氢气的量有限。
第二种生物氢能源生产技术是光解生产氢。
这种技术利用光催化剂将
水分解为氢气和氧气。
光催化剂是一种可以将太阳能转化为化学能的材料，能够促进水的光解反应。
这种技术的优势是反应速度快，产氢效率高，并
且可以在阳光下进行。
然而，缺点是光催化剂的制备成本较高，且使用寿
命有限。
第三种生物氢能源生产技术是生物反应器制氢。
这种技术通过在生物
反应器中培养氢原核菌类细菌，使其产生氢气。
这种技术的优势是操作简单，生产成本较低，并且可大规模生产氢气。
然而，其缺点是产氢效率较低，且需要维持特定的生物反应器环境。
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制氢国际新能源网站
21世纪生物制氢技术的研究进展
国际新能源网/
首届全球替代能源氢能大会2000年9月11日至15日在德国慕尼黑举行，与会代表们强烈呼吁各国政府和公民从现在开始真正认识到替代能源的重要性和紧迫性，使氢成为21世纪的新能源之随着全球对石油需求量的日益增加，全球石油储量不断减少。
最新研究表明：如果按目前全球的消费趋势，地球上可采集的石油资源最多能使用到21世纪末。
石化、燃煤能源的使用，还带来严重的大气环境的污染，人们日益感觉到开发绿色可再生能源的急迫性，因此研究和开发新能源被提到紧迫的议事日程。
2000年7—8月的美国《未来学家》杂志刊登了美国乔治·华盛顿大学专家对21世纪前10年内十大科技发展趋势的预测，其中第二条是燃料电池汽车问世，福特和丰田公司的实验性燃料电池汽车将在2004年上市。
第九条是替代能源挑战石油能源，风能、太阳能、地热、生物能和水力发电将占到全部能源需求的30％。
这两条实际上都是新型能源的开发利用。
我国“十五”国家重点开发技术项目中也将新型能源的开发利用放在极为重要的位置。
目前，人们对风能、太阳能的开发已经有了相当的研究，并已到了进行加以直接使用的阶段，生物能的研究也取得了重要的进展，但是如何将所获得的能量储存起来，如何将能量转化为交通工具可利用的清洁高效能源，是一亟待解决的重要课题。
2 生物制氮技术的研究进展
2.1传统制氢工艺方法
传统的制氢工艺方法有：电解水；烃类水蒸汽重整制氢方法及重油（或渣油）部分氧化重整制氢方法。
电解水方法制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。
水为原料制氢工程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解成氢气和氧气。
提供电能使水分解制得的氢气的效率一般在75％－85％。
其中工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。
目前电解水的工艺、设备均在不断的改进，但电解水制氢能耗仍然很高。
烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应，反应时需外部供热。
热效率较低，反应温度较高，反应过程中水大量过量，能耗较高，造成资源的浪费。
重油氧化制氢重整方法，反应温度较高，制得的氢纯度低，也不利于能源的综合利用。
2．2新型生物制氢工艺的发展
随着氢气用途的日益广泛，其需求量也迅速增加。
传统的制氢方法均需消耗大量的不可再生能源，不适应社会的发展需求。
生物制氢技术作为一种符合可持续发展战略的课题，已在世界上引起了广泛的重视。
如德国、以色列、日本、葡萄牙、俄罗斯、瑞典、英国、美国都投入了大量的人力物力对该项技术进行研究开发。
近几年，美国每年由于生物制氢技术研究的费用平均为几百万美元，而日本在这一方面研究领域的每年的投资则是美国的5倍左右，而且，在日本和美国等一些国家为此还成立了专门机构，并建立了生物制氢发展规划，
以期通过对生物制氢技术的基础和应用的研究，使在21世纪中叶使该技术实现商业化生产。
在日本，由能源部主持的氢行动计划，确立的最终目标是建立一个世界范围的能源网络，以实现对可再生能源--氢的有效生产，运输和利用。
该计划从1993年到2020年横跨了28年。
生物制氢课题最先由Lewis于1966年提出，20世纪70年代能源危机引起了人们对生物制氢的广泛关注，并开始进行研究。
生物质资源丰富，是重要的可再生能源。
生物质可通过气化和微生物催化脱氢方法制氢。
在生理代谢过程中产生分子氢，可分为两个主要类群：
l、包括藻类和光合细菌在内的光合生物；Rhodbacter8604，R.monas2613，R.capsulatusZ1，R.sphaeroides等光合生物的研究已经开展并取得了一定的成果。
2、诸如兼性厌氧和专性厌氧的发酵产氢细菌。
目前以葡萄糖，污水，纤维素为底物并不断改进操作条件和工艺流程的研究较多。
中国在此方面研究也取得了一些进展，任南形琪等1990年就开始开展生物制氢技术的研究，并于1994年提出了以厌氧活性污泥为氢气原料的有机废水发酵法制氢技术，利用碳水化合物为原料的发酵法生物制氢技术。
该技术突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径，并首次实现了中试规模连续流长期生产持续产氢。
在此基础上，他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型发明了连续流生物制氢技术反应器，初步建立了生物产氢发酵理论，提出了最佳工程控制对策。
该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分的验证：中试产氢能力达5.7m3H2/m3.d，制氢规模可达500－1000m3/m3，且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法制氢成本。
生物制氢过程可以分为5类：
（1）利用藻类或者青蓝菌的生物光解水法；
（2）有机化合物的光合细菌（PSB）光分解法；
（3）有机化合物的发酵制氢；
（4）光合细菌和发酵细菌的耦合法制氢；
（5）酶催化法制氢。
目前发酵细菌的产氢速率较高，而且对条件要求较低，具有直接应用前景。
但PSB光合产氢的速率比藻类快，能量利用率比发酵细菌高，且能将产氢与光能利用、有机物的去除有机地耦合在一起，因而相关研究也最多，也是最具有潜在应用前景的方法之一。
在生物制氢的全过程中，氢气的纯化与储存也是一个很关键的问题。
生物法制得的氢气含量通常为60％－90％（体积分数），气体中可能混有CO2、O2和水蒸气等。
可以采用传统的化工方法来除去，如50％（质量分数）的KOH溶液、苯三酚的碱溶液和干燥器或冷却器。
在氢气的几种储存方法（压缩、液化、金属氢化物和吸附）中，纳米材料吸附储氢是目前被认为最有前景的。
2．3目前研究中存在的问题纵观生物技术研究的各阶段，比较而言，对藻类及光合细菌的研究要远多于对发酵产氢细菌的研究。
传统的观点认为，微生物体内的产氢系统（主要是氢化酶）很不稳定，只有进行细胞固定化才可能实现持续产氢。
因此，迄今为止，生物制氢研究中大多采用纯菌种的固定化技术。
然而，该技术中也有不可忽视的不足。
首先，细菌的包埋技术是一种很复杂的工艺，且要求有与之相适应的菌种生产及菌体固定化材料的加工工艺，这使得制氢成本大幅度增加；第二，细胞固定化形成的颗粒内部传质阻力较大，使细胞代谢产物在颗粒内部积累而对生物产生反馈抑制和阻遏作用，从而使生物产氢能力降低；第三，包埋剂或其它基质的使用，势必会占据大量的有效空间，使生物反应器的生物持有量受到限制，从而限制了产氢率和总产量的提高。
现有的研究大多为实验室内进行的小型试验，采用批式培养的方法居多，利用连续流培养产氢的报道较少。
试验数据亦为短期的试验结果，连续稳定运行期超过40天的研究实例少见报道。
即便是瞬时产氢率较高，长期连续运行能否获得较高产氢量尚待探讨。
因此，生物技术欲达到工业化生产水平尚需多年的努力。
3 、展望由于氢是高效、洁净、可再生的二次能源，其用途越来越广泛，氢能的应用将势不可当地进人社会生活的各个领域。
由于氢能的应用日益广泛，氢需求量日益增加，因此开发新的制氢工艺势在必行，从氢能应用的长远规划来看开发生物制氢技术是历史发展的必然趋势。
开发中国的生物制氢技术需要做到以下的政策和软件支持：
(1)励大宣传。
人是生物能源的生产主体和消费主体，有必要通过舆论宣传加强人们对生物能源的认识；
（2）加大政府投资和扶持。
在新的生物能源初始商业化阶段要进行减免税等优惠政策；
（3）借鉴国外经验。
充分调动地方和工业界的积极性八
（4）加强高校对生物能源的教育及研究。
随着人们对生物能源的认识不断加深，政府扶持力度的加大和研究的深人，生物制氢绿色能源生产技术将会展现出它更大的开发潜力和应用价值。