生物质制氢技术研究进展
生物质综合能源系统中的制氢与利用技术研究
生物质综合能源系统中的制氢与利用技术研究概述：生物质综合能源系统是一种以生物质为原料，通过生物催化和化学转化，将生物质转化为高效、清洁能源的系统。
其中，制氢与利用技术是生物质综合能源系统的重要组成部分，能够实现对生物质资源的高效利用和减少二氧化碳排放。
本文将对生物质制氢与利用技术进行深入研究，探讨其在可持续发展和能源转型中的重要作用。
一、生物质制氢技术的研究与应用1. 生物质制氢技术原理生物质制氢技术是利用生物质作为原料，通过生物催化和化学转化，将其转化为氢气的过程。
常用的生物质制氢技术包括生物质气化、微生物发酵和生物光合制氢。
生物质气化是将生物质在高温条件下转化为气体，进而产生氢气。
微生物发酵主要依靠细菌、真菌等微生物的代谢活动，通过发酵产生氢气。
生物光合制氢则是利用光能对植物进行光合作用，产生氢气。
2. 生物质制氢技术的优势生物质制氢技术相对于传统石油制氢技术具有诸多优势。
首先，生物质作为可再生资源，具有可持续利用的特点，可减少对有限化石能源的依赖。
其次，生物质制氢过程中产生的副产物，如生物质灰渣和废液，可作为肥料和有机肥料，实现资源的综合利用。
最后，生物质制氢过程中的二氧化碳排放较少，有助于减少环境污染，降低温室气体的排放。
3. 生物质制氢技术的挑战与解决方案生物质制氢技术在实际应用中仍然面临一些挑战。
首先，生物质的含水率和灰分对制氢效率有一定影响，需要选择合适的生物质原料进行研究与开发。
其次，制氢过程中产生的废水和废气需要进行有效处理，以避免对环境造成污染。
此外，生物质制氢技术的经济性也是一个需要解决的问题，需要降低生产成本并提高制氢的效率。
针对这些挑战，我们可以通过优化生物质制氢反应条件、提高生物质质量和处理废水废气的技术手段等途径来解决。
二、生物质氢能的利用技术研究与应用1. 生物质氢能的利用方式生物质氢能的利用方式多种多样，包括氢能燃料电池、氢气燃料和氢气作为化工原料等。
其中，氢能燃料电池广泛应用于交通工具、家用电器等领域，是一种高效、清洁的能源利用方式。
生物质转化制氢技术的进展与展望
生物质转化制氢技术的进展与展望随着工业化进程的加快和能源需求的日益增长，化石燃料的储量逐渐减少，环境污染也越来越严重。
因此，寻找新型的能源是十分必要的。
其中，利用生物质转化制氢技术制取氢能源的重要性日益凸显。
1. 生物质转化制氢技术的概念生物质转化制氢技术是以生物质为原料，通过热化学或生化学方法，提取氢气的新型能源技术。
生物质包括木材、灌木、农作物秸秆、动物粪便等具有生物来源的有机物质。
将这些有机物质进行转化，可以产生高质量的氢气能源。
2. 生物质转化制氢技术的发展历程生物质转化制氢技术的研究始于20世纪60年代，当时主要采用微生物发酵方法来制取氢气。
但是，由于该方法存在工业化难度大、开放式生产流程不太安全等缺陷，因此寻求其他制氢技术逐渐成为研究重点。
随着现代化科技的不断发展，新型生物质转化制氢技术也应运而生。
热化学方法中，热解法被广泛采用。
该方法可以将生物质分解为水、碳、CO和CO2等气体，其中的水会进一步分解为氢气和氧气。
而在生化学方法中，大多数采用生物催化的方式，即利用微生物菌群分解生物质并产生氢气。
在20世纪末和21世纪初，一些国家提出了关于生物质转化制氢技术的专项计划。
这些计划致力于推动生物质转化制氢技术的发展，并在实践中不断调整与改进。
3. 生物质转化制氢技术的应用前景生物质转化制氢技术可以作为一种新兴能源，有望在未来得到广泛应用。
与化石燃料相比，生物质转化制氢技术具有以下的优势：·环保：生物质转化制氢技术不会产生二氧化碳等人类活动造成的温室气体。
·可持续发展：生物质是可再生的，可以使能源开采保持持续性。
·可利用范围广泛：生物质可以来自于农业废弃物、食品废品以及废木材等，可从多个来源提取能源。
·降低成本：化石燃料拥有高昂的采集、生产和运输成本，而生物质转化制氢技术的成本要更低。
·提升能源供应的可靠性：生物质转化制氢技术可以直接应用于生活中，适合于需求迅速增长的能源应用场合。
生物质制氢技术的研究与开发
生物质制氢技术的研究与开发生物质作为一种可再生的能源资源，在当前的能源结构调整中扮演着越来越重要的角色。
随着人们对可再生能源需求的增加，各种生物质转换技术也得到了更广泛的关注与研究。
生物质制氢技术作为其中的一个重要方向，在实现清洁能源生产、减缓气候变化、提高能源利用效率等方面具有巨大的潜力与优势。
本文旨在对生物质制氢技术进行深入研究与探讨，以期为该领域的进一步发展提供一定的参考和借鉴。
首先，生物质作为一种来源丰富、分布广泛的可再生资源，具有其独特的优势。
与化石能源相比，生物质具有循环再生的特性，能够有效减少对化石能源的依赖，从而降低对环境的破坏。
同时，生物质资源的利用也能够带动农业、林业等产业的发展，促进经济的可持续增长。
在当前全球温室气体排放不断增加的背景下，生物质资源的充分利用对于减缓气候变化具有重要的意义。
生物质制氢技术作为一种利用生物质资源生产氢气的技术，具有诸多优势。
首先，生物质资源广泛，种类多样，可以有效避免资源单一化的风险。
其次，生物质在一定条件下可以通过生物发酵、热解等过程产生氢气，无污染、环保。
第三，氢气作为一种清洁能源具有高能量密度、燃烧产物为水等特点，是替代传统化石能源的理想选择。
因此，生物质制氢技术在实现清洁能源生产、减缓气候变化等方面具有重要的应用前景。
目前，生物质制氢技术在国内外已经取得了一定的研究成果。
国外以美国、德国、日本等国家为代表，通过不断的研发与技术创新，已经建立起一套较为完善的生物质制氢技术体系，并着手在工业化生产规模上进行探索。
在国内，生物质制氢技术也逐渐引起了学术界与产业界的广泛关注，多家科研机构和企业纷纷投入了相关研究与开发工作。
然而，与国外相比，我国在生物质制氢技术领域仍存在一定的技术与产业基础不足的问题，需要进一步加大研究投入，加强国际合作，以提高我国在该领域的技术水平和市场竞争力。
生物质制氢技术的研究与开发需要从多方面入手，包括生物质资源的选择与加工、氢气生产技术的优化与改进、氢气的储存与运输技术等方面。
生物质能源热解制氢技术研究
生物质能源热解制氢技术研究近年来，随着环保理念的不断普及和能源资源的日益匮乏，生物质能源作为一种替代传统化石能源的新型清洁能源备受关注。
而生物质能源的热解制氢技术，作为一种具备广泛应用前景的新兴领域，也越来越引起了研究者们的重视。
生物质能源热解制氢技术是指通过对生物质进行高温分解，转换为氢气、焦油和其他化合物的过程。
这种技术具有适用范围广、原料可再生、产品清洁高效等优点，所以在实际应用中具有很大的潜力。
首先，生物质热解制氢技术的应用范围非常广泛。
与传统的燃料相比，生物质能源可以来源于农业生产、森林伐木、城市废弃物等多种渠道，具有更加丰富的供应来源，从生产的角度来说，其能源潜力是足够充分的。
同时，生物质热解制氢技术可应用于制氢、焦油和酸气等多个方面，产生的多种有价值的化学物质可以广泛应用于不同的领域。
其次，生物质热解制氢技术的优点在于其可再生性。
传统的化石能源一旦消耗完毕，就再也无法获取，而生物质热解制氢技术所使用的生物质源具有很强的再生能力，无需过多考虑其后续开发。
此外，生物质热解制氢技术所产生的化学物质在短时间内可以大量再生，而且其成本相对较低，因此具有一定的竞争优势。
最后，生物质热解制氢技术可带来高效、清洁的能源转化。
由于其具备高能量密度和排放不会造成重大环境污染等特点，这种技术可以视作传统化石能源的有效替代。
同时，生物质能源的使用对于减少化石燃料想带来的环境压力和CO2排放具有很强的意义。
总的来说，生物质能源热解制氢技术正处于快速开发阶段，为了更好地实现其应用与转化，相关研究还需不断推进。
当前，主要的研究进展集中在技术改良、能量变化机制等方面。
其中前者通过改善生产工艺和热解设备的设计条款，为更加高效、稳定的生物质热解制氢提供了有益尝试;后者运用先进的实验手段和理论模型构建对生物质热解制氢的能量转化机制和多相反应过程进行深入研究，从而揭示了热解制氢的基本原理和机理，并有望在未来推进技术的应用和推广。
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。
生物质气化及制氢技术研究
生物质气化及制氢技术研究随着全球能源需求的不断增长，以及对环境保护的日益重视，开发新型清洁能源已经成为了各国的共同目标。
而生物质能作为一种可持续发展的清洁能源，越来越受到了人们的关注。
在众多生物质能技术中，生物质气化及制氢技术属于比较重要的一种，在此，我们将介绍其研究现状及前景。
一、什么是生物质气化？生物质气化是一种将生物质高温下反应，产生可再生能源的技术。
在生物质气化过程中，通过加热和催化的方式，将生物质原料转化成气体，其中包括主要的一氧化碳、氢气、二氧化碳以及少量甲烷等气体。
这些气体可以被用作化学建材生产的原料，也可以被用作发电机及燃料电池的燃料。
二、生物质气化技术的研究现状在生物质气化技术的研究过程中，最主要的挑战就在于技术难度较高，生产成本较高。
如果没有适当的技术和设备，那么生物质气化及制氢就难以实现。
因此，各国科学家和工程师不断进行研究，以提高生物质气化技术的效率和成本。
目前，生物质气化技术被成功应用于能源工业、化工工业、建筑材料和环保领域。
世界各个国家开展了大量的基础研究和应用研究工作，从技术研究到生产应用，不断深化和完善这项技术。
三、制氢技术的研究现状制氢技术一般是指通过各种化学和物理方法，将水分解成氢气和氧气的过程。
氢气是一种绿色、清洁、高效的能源，因此制氢技术也是一项重要的绿色能源技术。
目前，制氢技术的研究现状非常活跃，主要集中在以下几个方面：（1）常规制氢技术指通过加热或电解的方法来产生氢气，其中电解水制氢是最常见的方法。
该方法优点是制氢条件稳定、不受环境影响，但成本较高。
（2）生物制氢技术利用微生物，通过生物转化的过程产生氢气。
该方法具有可持续性、能源浓度高、温度低等优点，但需要进一步的研究和改进。
（3）水热加氢制氢技术利用高压、高温条件下，将水利用氢化剂转化为氢气的方法。
该方法能够有效提高水的能源利用率，但在实践过程中存在技术和安全问题。
四、生物质气化与制氢技术的应用前景生物质气化及制氢技术的应用前景广阔。
生物质转化制氢技术的研究与发展
生物质转化制氢技术的研究与发展一、引言随着全球化进程和环保理念的普及，越来越多的国家开始关注能源问题。
传统的化石燃料资源日益枯竭，而新能源的研究和利用变得越来越重要。
作为一种新型能源，氢气具有化石燃料所没有的优点，如碳排放减少、高效利用、环保等，已经成为国际上极为重要的能源。
而生物质转化制氢技术则成为了制取氢气的一种重要途径，其不仅可以减少化石能源的使用，还可以有效地解决生物质资源的再利用问题。
因此，生物质转化制氢技术在未来的能源中发挥着重要作用。
二、生物质转化制氢技术的研究现状（一）生物质转化制氢技术的定义和分类生物质转化制氢技术指利用生物质资源，通过化学反应或生物反应，将生物质转化为氢气的过程。
其主要包括热化学法、生物化学法和生物发酵法三种分类。
其中，热化学法是将生物质通过高温加热分解产生气体，如各种有机废物、玉米秸秆、热力石油焦、木材等可以作为原料。
生物化学法以微生物为基础，通过微生物的代谢过程将生物质转化为氢气，如光合细菌、厌氧细菌、产氢菌、甲烷菌等可以用来制氢。
生物发酵法则是指利用生物质资源，通过发酵过程转化为氢气，例如各种有机碳水化合物、食品残渣、废水等。
（二）热化学法热化学法是将生物质物料通过高温加热分解产生气体。
其通过生物质的干馏、氧气气化、蒸汽气化等过程产生氢气，具有能量利用效率高、生产效益好等优点。
但是，该方法需要大量能源进行加热，对环境造成污染严重，需要继续改良提高其适用性。
（三）生物化学法生物化学法则是指利用微生物代谢过程将生物质转化为氢气。
其具有非常明显的环保优势，同时其原料来源广泛，可以充分利用各种农作物和生物质废弃物，有很大的发展前景。
但是，其效率较低，且微生物代谢容易受到环境因素影响，需要有很好的环境条件，才能得到良好的反应结果。
（四）生物发酵法生物发酵法是将生物质废弃物通过一定的条件和生物发酵菌种，转化为氢气的过程。
其除了生产氢气之外，还可以处理生物质的废弃物，具有双重效益。
生物质能源的热化学制氢技术研究
生物质能源的热化学制氢技术研究生物质是指由生物体经由光合作用或化学反应，在自然界中形成或人工培育的有机物的总称。
这些有机物分布广泛，包括木材、农作物、剩余物、废弃物和动植物残体。
然而，这些生物质资源在能源化利用上面临很多困难，例如能量密度低、易受负荷性等方面。
随着全球对可再生能源的需求不断增加，生物质能源的热化学制氢技术逐渐受到人们重视。
一、生物质能源的热化学制氢技术生物质制氢技术有许多方法，其中热化学制氢是主要的制氢技术之一。
随着科技的不断发展，热化学制氢技术也得到了逐步的提升和推广。
该技术通过高温高压、气体分离和催化转化等过程将生物质中的碳氢化合物转化为氢气，并同时生成二氧化碳和一些低能的化学物质。
由于生物质不同于化石燃料具有良好的可再生性，因此生物质制氢技术成为了一种重要的能源转换方式。
二、热化学制氢技术的主要流程热化学制氢技术包括三个主要流程，即生物质的热解、气体分离和催化转化。
首先，将生物质通过高温热解来得到可燃性气体，包括甲烷、一氧化碳、氢气等；然后，进一步通过气体分离，将其中的碳氢化合物、含氧化合物、气态无机物分离出来，并得到纯净氢气；最后，利用催化转化技术将气态物质进一步转化为氢气和二氧化碳。
三、热化学制氢技术的优劣势热化学制氢技术具有很多的优劣势。
首先，经过改良的生物质制氢技术可以大量减少温室气体的排放，减缓温室效应和气候变化的影响；其次，生物质资源具有广泛性和可再生性，相比于化石燃料具有更为可持续的发展前景；另外，制氢过程可产生多种低能化学物质，这些化学物质可以用于发电、制氨等许多其他应用领域。
而缺点则在于，生物质含水量较高，通过热解得到的气体产生量和质量相对较低，成本相对较高；此外，热化学制氢技术对环境和工艺条件要求比较高，需要投入大量的费用。
四、热化学制氢技术的应用领域热化学制氢技术的应用领域也越来越广泛。
首先，利用热化学制氢技术可以制备高纯度的氢气，用于氢燃料电池的供能。
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。
利用生物质还原制氢技术的研究进展
利用生物质还原制氢技术的研究进展在追求更清洁的新能源的同时，氢能源逐渐受到人们的关注。
而生物质还原制氢技术作为一种绿色可再生的氢能源制备方法，在近年来得到了越来越广泛的研究。
一、生物质还原制氢技术的定义及分类生物质还原制氢技术是指在生物过程中利用特定的微生物将有机废弃物或有机物质转化为氢气的过程。
从反应过程中有机物的来源可以分为四种类型：类纤维素质（如木质素和纤维素）、蛋白质质、淀粉质和脂肪质。
生物质还原制氢技术主要分为两大类——混合微生物发酵和纯培养物发酵。
混合微生物发酵即是用不同的微生物群发酵生物质制备氢气，此类反应的转化效率未必高。
而纯培养物发酵指用已纯化的一种微生物群体发酵生物质制氢，反应条件相对更为严格，但氢气产量和转化效率一般较高。
二、生物质还原制氢技术的优势利用生物质还原制氢技术制备氢气的过程中，相对于传统制氢技术，生物质还原制氢技术还具有很多的优势。
1. 可持续生物质资源广泛且可再生，与石油，煤炭等资源相比较之下，生物质还原制氢技术所利用的原料更为可持续。
2. 无公害在反应过程中，很少会产生其他有害的化学物质，反应后产物主要为氢气、二氧化碳和氮气等生物无害物质。
3. 高效历史上氢气的制取主要依靠传统的化学方法，而此类方式反应效率低下，制氢成本高。
而采用生物质还原制氢技术可以提高氢气转化的效率，同时从废弃物中过滤出有用的物质，从而得到更大的经济利益。
三、生物质还原制氢技术研究现状自20世纪90年代开始，生物质还原制氢技术的研究逐渐发展，目前已进入实际应用阶段。
当前这项技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 微生物富集和筛选由于不同的微生物有选择性对不同的有机物反应，因此需要通过筛选适用的微生物的方法来保证反应效果。
多数学者通过市场化酿造公司购买到的微生物起到了发掘出种系的作用。
2. 电极接头优化在生物质还原制氢技术中，不仅需要控制反应条件，还需要对电极接头的结构进行优化，以确保反应具有一定的稳定性。
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。
生物质转化制氢的技术研究
生物质转化制氢的技术研究近年来，环保和能源问题成为全球热议的话题，各国也在积极寻求一种可持续的能源替代方案。
而生物质转化制氢技术就是其中一种备受瞩目的方案之一。
什么是生物质转化制氢技术？生物质转化制氢技术是指利用生物质作为原料，采用物理、化学或生物方法将其转化为氢气的过程。
其中，物理方法主要是通过高温高压来裂解生物质，化学方法则是利用催化剂等将生物质转化为氢气，而生物方法则是利用微生物生物体内酶的作用来产生氢气。
为什么选择生物质作为氢气生产原料？相对于化石燃料等传统能源，生物质具有绿色环保、可持续等优点。
同时，生物质也是一种相对容易获取的资源，例如，废弃物、农作物秸秆等都可以作为生物质进行转化。
此外，生物质还具有多样性，不同种类的生物质可进行不同的生产流程，方便生产者进行选择。
生物质转化制氢技术的优势和挑战相对于其他生产方法，生物质转化制氢技术具有以下几点优势：1.绿色环保：生物质转化制氢过程不会产生二氧化碳等有害气体，因此对环境相对友好。
2. 可持续性：生物质作为可再生的原料，可以保证氢气的持续供应。
3. 便于获取：生物质作为一种大量存在的资源，获取和储存都相对容易。
不过，生物质转化制氢技术也面临着一些挑战：1.成本较高：目前生物质转化制氢技术的成本较高，尚不能完全替代传统能源。
2. 生物质的多样性：不同种类的生物质制氢的效率和适用流程都不尽相同，需要进行不断地研究调整。
3. 可scala性: 生物质转化制氢技术的产量还无法达到大规模商业化的水平。
技术创新是未来发展的方向尽管生物质转化制氢技术目前仍面临着诸多问题，但在不断的技术创新下，这项技术也将迎来光明的未来。
在研究人员的不懈努力下，一些新技术已经取得了不错的成果，例如：1.微生物制氢：利用特殊微生物对生物质进行发酵，可产生大量的氢气。
此方法能够充分利用废弃物等资源，但需要调节微生物的生长环境，目前还处于研究阶段。
2.生物质气化：将生物质分解成气体，再通过化学方法或物理方法得到氢气。
生物质制氢技术研究进展
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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
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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。
生物质制氢研究进展
149科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 能源与环境氢气作为一种极为理想的“绿色能源”,其发展前景是十分光明的,人们对氢能开发和利用技术的研究一直进行着不懈的努力。
常规的制氢方法主要有水电解法、水煤气转化法、甲烷裂化法等,这些方法均需耗费大量能量。
水电解法是国内外广泛采用的制氢方法,电解槽在标准状况下制取1m 3氢气(纯度为99.5%)实际电能消耗是4.5～6.0kw/h。
电解法制氢还需配套纯水制备系统和碱液配制使用设备,使氢气生产成本较高。
随着氢气用途的日益广泛,其需求量亦迅速增加,常规的制氢方法已不能适应社会发展的需要,研究开发更为经济的、有良好环保性能的、可再生的制氢技术成为当今世界的热门课题之一,也是社会可持续发展的需要。
生物制氢技术作为一种无污染的清洁生产技术,已在世界上引起广泛重视,越来越多的科学家投身并致力于生物制氢技术的研究开发和应用,日本、美国等一些国家为此成立了专门机构,并建立了生物制氢的发展规划,以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究,使该技术实现商业化生产。
我国生物制氢的研究有很大进展,国家863项目也给予支持。
生物质制氢包括两种方法:一种是生物质气化法,即通过热化学转化方式将处理过的生物质转化为燃气或合成气;另一种是生物质微生物制氢法,包括光合生物产氢、发酵细菌产氢、光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。
生物质气化法制氢需消耗大量能量,副产物多,很少采用;与光合法生物制氢技术相比,发酵法生物制氢技术在许多方面表现出优越性:目前的研究表明,发酵产氢菌种的产氢能力要高于光合产氢菌种,发酵产氢细菌的生长速率比光合产氢生物快;发酵法生物制氢无需光源,不但可以实现持续稳定产氢,而且反应装置的设计、操作及管理简单方便;可生物降解的工农业有机废料都可作为发酵法生物制氢的原料,原料来源广且成本低廉;兼性的发酵产氢细菌更易于保存和运输。
生物质气化生产氢气技术研究
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生物质资源制氢的技术研究
生物质资源制氢的技术研究生物质资源制氢技术是一种可持续发展的能源生产方式，其在减少碳排放和替代传统石油能源方面具有重要意义。
生物质资源是指植物、微生物等有机物在自然界中以生物组织形式存在的可再生能源，包括秸秆、木屑、沼气等。
而制氢技术是指利用生物质资源作为原料，通过气化、发酵等技术将其转化为氢气的过程。
本文将对进行深入探讨，分析其在能源生产领域的应用前景。
首先，生物质资源作为一种可再生能源，具有丰富的资源储备和广泛的分布，是替代传统化石能源的重要选择。
以秸秆为例，我国每年的秸秆产量庞大，长期以来一直没有得到有效利用，导致了资源的浪费和环境的污染。
而利用生物质资源进行制氢，不仅可以实现资源的再生利用，还可以减少对化石能源的依赖，有利于缓解我国能源短缺和环境污染问题。
其次，生物质资源制氢技术具有较高的能源转化效率和环境友好性。
相比于传统的石油氢气制备方式，生物质资源制氢技术更加环保，不会产生有害的废气废水污染。
同时，生物质资源制氢过程中还可以产生一定量的生物炭等副产品，具有一定的经济价值和环境效益。
因此，生物质资源制氢技术在实现能源高效利用和环境保护方面具有重要意义。
另外，生物质资源制氢技术在能源产业的应用前景广阔。
随着可再生能源的重要性越来越突出，生物质资源制氢技术在氢能源、燃料电池、城市燃气等领域具有广泛的应用前景。
尤其在氢能源汽车领域，生物质资源制氢技术可以为车辆提供清洁、高效的能源，有望成为传统石油汽车的重要替代品。
同时，生物质资源制氢技术还可以为我国能源结构调整和碳减排提供新的思路和方向。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，生物质资源制氢技术作为一种可持续发展的能源生产方式，具有重要的意义和应用前景。
未来，我们需要进一步加大对生物质资源制氢技术的研究力度，提高其能源转化效率和经济效益，推动其在我国能源产业的广泛应用。
相信随着技术的不断革新和完善，生物质资源制氢技术将会为我国实现能源可持续发展和生态文明建设作出重要贡献。
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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 。 氢能被誉为 21 世纪的绿色能源 。氢气的燃烧只 产生水 ,能够实现真正的“零排放 ”。相比于目前已知 的燃料 , 氢 的 单 位 质 量 能 量 含 量 最 高 , 其 热 值 达 到 143MJ / kg,约为汽油的 3 倍 ,并且氢的来源广泛 。鉴于 化石能源的不可再生性及其造成的环境污染问题 ,特 别是石化资源渐趋枯竭 ,利用可再生能源制氢已成为 当务之急和氢能发展的度重视 ,并已被纳入发展计划 。 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 : 2006201209 修回日期 : 2006204210 3 通讯作者 ,电子信箱 : hxiao@ sibs. ac. cn
程能有效处理污水 ,改造治理环境 。微生物燃料电池 (MFC) ,可以处理人类粪便 、农业和工业废水等有机废 水 。微生物发酵过程还能生产发酵副产品 ,例如重要 的工业产品辅酶 Q ,微生物本身又是营养丰富的单细胞 蛋白 ,可用于饲料添加剂等 。
分解热裂解制氢 生物质热裂解是在高温和无氧条件下生物质发生 反应的热化学过程 。热裂解包括慢速裂解和快速裂 解 。生物质快速裂解制取生物油再重整制氢是目前此 项技术研究的热点 。美国可再生能源实验室 (NREL ) 率先在此方面做了一系列研究 ,并取得了积极的成果 , 最近 Czernik等 [12 ]对生物质快速裂解油的应用做了系 统的总结和介绍 。热裂解效率和产量的提高依赖于设
表 1 一些常见的生物质制氢原料及常用转化技术 Table 1 Som e b ioma ss feedstock used for hydrogen production and a ssoc ia ted technolog ies
生物质原料
杏仁壳 (造纸 )黑液 牛皮纸木质素 水稻秆 /小麦秆 橄榄壳
中国生物工程杂志 China B iotechnology, 2006, 26 (5) : 107～112
生物质制氢技术研究进展
于 洁 1, 2 肖 宏 13
(1 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 2 中国科学院研究生院 北京 100039)
摘要 氢能以其清洁 ,来源及用途广泛等优点成为最有希望的替代能源之一 ,用可再生能源制氢 是氢能发展的必然趋势 。由于生物质制氢具有一系列独特的优点 ,它已成为发展氢经济颇具前 景的研究领域之一 。生物质制氢技术可以分为两类 ,一类是以生物质为原料利用热物理化学方 法制取氢气 ,如生物质气化制氢 ,超临界转化制氢 ,高温分解制氢等热化学法制氢 ,以及基于生物 质的甲烷 、甲醇 、乙醇的化学重整转化制氢等 ;另一类是利用生物转化途径转换制氢 ,包括直接生 物光解 ,间接生物光解 ,光发酵 ,光合异养细菌水气转移反应合成氢气 ,暗发酵和微生物燃料电池 等技术 。综述了目前主要的生物质制氢技术及其发展概况 ,并分析了各技术的发展趋势 。 关键词 生物质 制氢 气化 高温分解 超临界水 微生物电池 中图分类号 Q819
含氢气的合成气共重整制取生物质合成气 。研究发 现 ,与传统的已商业化的基于镍催化剂的气化工艺相 比 , N iO 2M gO 催化剂具有更好的高温 ( > 750℃)催化效 果及抗焦炭化能力 。此外 ,近年来其他一些新颖的混 合生物质气化制氢技术也时有报道 。A sadullah等 [9 ]报 道了以 Rh /CeO2 / SiO2 作为催化剂的生物质高效低温 (823～973 K)催化气化技术 ,此技术要求的温度明显 低于常规气化技术且转化效率高 。 1. 2 生物质超临界转化制氢 流体的临界点在相 图上是气 - 液共存曲线的终点 ,在该点气相和液相之 间的差别刚好消失 ,成为均相体系 ,这是介于气体和液 体之间的一种特殊状态 。在超临界状态下 ,通过调整 压力 、温度来控制反应环境 ,具有增强反应物和反应产 物的溶解度 、提高反应转化率 、加快反应速率等显著优 点 [1]。 将生物质原料与一定比例的水混和 ,在超临界或 接近超临界的条件下制取氢气不同于普通气化技术 , 反应无固体废物或焦油产生 。袁振宏等 [10 ]在其书中提 到 ,Modell等于 1985年最早将超临界水气化工艺用于 生物质制氢 。此后这项技术的研究在各国广泛开展 。 由于在超临界水气中所需的温度和压力对设备要求比 较高 , 这方面的研究目前还主要停留在小规模的实验 研究阶段 。Calzavara等 [11 ]对超临界水气化制氢技术进 行了评估 ,其结果显示此技术作为生物质制氢是适宜 的。 1. 3 基于生物油碳水化合物组分重组的生物质高温
1. 1 生物质 /废物气化制氢 1. 1. 1 热化学气化制氢 生物质热化学气化制氢是 在高温 ( 600～800℃)下对生物质进行加热并部分氧化 的热化学过程 。伴随水气转换 (water - gas - shift)的气 化制氢 ,是目前应用最广泛的生物质制氢技术 。目前 , 针对此项技术的研究主要集中于设备的设计与改进 、 催化剂的选择以及反应参数的确定 。Hanaoka 等 [2 ]报 道了利用 CaO 作为 CO2 吸附剂 ,采用蒸汽气化技术从 木本生物质中制氢的方法 ,试验表明加入 CaO 时产物 中无 CO2 , [ Ca ] / [ C ] = 2 时产氢量最大 , 说明 [ Ca ] / [ C ]的这种比例对于产氢量最适 ,木质生物质气化制氢 时的气压明显低于煤炭和重油等其他含碳物质 ,氢气 的产量随反应温度的升高而增加 。Lv等 [3 ]对流化床生 物质空气气化技术进行了一系列试验 ,以研究最适的 反应参数 。 1. 1. 2 直接太阳能气化 直接太阳能气化制氢是指 以生物质或固体废物为原料 ,直接以太阳能为气化时 的供热能的制氢技术 。Nath[4 ]等在其文章中提到 1976 年 Antal等对太阳能加热气化有机固体废料制氢技术 进行了可行性试验 , 是最早关于此技术的正式报道 。 1998 年 Rustamov等 [5 ]研究了利用太阳能热催化纤维 素产氢的流程 。M atsunam i等 [6 ]用废旧轮胎和塑料为 原料 ,利用集中太阳能供热气化技术制造合成气 ( CO + H2 ) 。近年来报道直接太阳能气化制氢技术的研究比 较少 。 1. 1. 3 生物质转化成合成气 此技术将生物质通过 各种方式转化为污染较小的含氢合成气 ,从而制取氢 气或直接用于燃料电池 。一种方法是海绵铁 /水蒸气 反应 ,先由生物质气化制取燃气 ,然后使燃气中的 CO 与 Fe3O4 反应 ,将铁还原成纯铁 ,纯铁再与水蒸气反应 , 生产 H2 和 Fe3O4。Rapagna 等 [7 ]对生物质气化制取氢 气或合成气的催化剂做了详细介绍 。W ang等 [8 ]报道 了基于鼓泡床生物质气化发生器的生物质空气 - 蒸汽 气化技术 ,该技术以 N iO 2MgO 为催化剂 ,通过沼气和富
1 技术概述及研究进展
生物质制氢技术可以分为两类 ,一类是以生物质 为原料利用热物理化学原理和技术制取氢气 ,如生物 质气化制氢 ,超临界转化制氢 ,高温分解制氢等 。以及 基于生物质的甲烷 、甲醇 、乙醇转化制氢 ; 另一类是利 用生物途径转换制氢 , 如直接生物光解 , 间接生物光 解 ,光发酵 ,光合异养细菌水气转移反应合成氢气 ,暗 发酵和微生物燃料电池技术 。基于生物质发酵产物的 甲烷 、甲醇 、乙醇等简单化合物也可以通过化学重整过 程转化为氢气 。目前生物质制氢的研究主要集中在如 何高效而经济地转换和利用生物质 。高温裂解和气化 制氢适用于含湿量较小的生物质 ,含湿量高于 50%的 生物质可以通过细菌的厌氧消化和发酵作用制氢 。有 些湿度较大的生物质亦可利用超临界水气化制氢 [1 ] 。 一些主要的生物质制氢原料及常用方法见表 1。
主要转化技术
蒸汽气化 蒸汽气化 蒸汽气化 高温分解 高温分解
生物质原料
茶叶残渣 花生壳 松树锯屑 城市垃圾堆肥 淀粉生物质浆
主要转化技术
高温分解 高温分解 蒸汽重整 超临界转化 超临界转化
生物质原料
城市固体废物 枫木锯屑浆 橡胶碎屑 纸浆以及废纸 厩肥及水粪肥
主要转化技术
超临界转化 超临界转化 超临界转化 生物途径转化 生物途径转化
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中国生物工程杂志 China B iotechnology
Vol. 26 No. 5 2006
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于 洁 等 : 生物质制氢技术研究进展
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备和工艺的改进 、催化剂的选择及反应参数的优化 ,这 也是研究的重点所在 。目前国内外的生物质热裂解反 应器主要有机械接触式反应器 、间接式反应器和混合 式反应器 。Dem irbas等利用不同生物质原料研究了高 温分解的产氢量与温度的关系 ,发现二者存在线性关 系 [ 13 ] 。次年 ,他又报道了以 Na2 CO3 作为催化剂 ,农作 物残余物高温分解制氢技术 ,发现 Na2 CO3 的以及温度 对产氢 量 的 影 响 因 原 料 的 种 类 及 结 构 的 不 同 而 不 同 [ 14 ] 。 1. 4 基于生物质的甲烷转化制氢 本技术是指利用废物及生物质为原料厌氧消化制 取甲烷 ,再转化制氢 。甲烷制氢是制氢技术中研究最 多的技术之一 ,但目前大部分研究针对天然气的甲烷 转化制氢 ,厌氧消化产生的甲烷与天然气共重整的研 究也有报道 。甲烷催化热裂解制氢和甲烷重整制氢是 主要的两种方式 。近年来各国研究者进行了大量甲烷 制氢的研究 ,采用各种新技术以提高甲烷的转化率 ,如 利用等离子体提高反应温度 ;采用新的催化剂 ;确定最 优的反应参数以及改进设备等 。已研究了 N i、Co、Pd、 Pt、Rh、Ru、Ir等多种过渡金属和贵金属负载型催化剂 。 Ochoa等 [15 ]通过吸附动力学和反应器模拟发现在甲烷 蒸汽重整技术中以 L i2 ZrO3 作为吸附剂能够增加氢气 的产量 。 1. 5 基于生物质的甲醇转化制氢 基于生物质的甲醇转化制氢是指通过微生物发酵 将生物质或废物转化为甲醇 ,然后通过重整制氢 。主 要技术有甲醇裂解制氢和甲醇重整制氢 。近期的研究 主要是 改 进催 化 剂 的结 构 以 及 新 型 催 化 剂 的 选 择 。 Huber等 [16 ]在 Science 杂志发表了对基于生物质的碳 氢化合物催化制氢的研究 ,发现在产氢效果类似的情 况下以雷尼镍和锡 ( Raney N i2Sn)这种非稀有金属作为 催化剂不仅比铂金更经济 ,锡还能够降低甲烷生成量 , 提高氢产量 。M astalir等 [17 ]报道了以 Cu / ZrO2 /CeO2 为 催化剂的甲醇蒸汽重整的动力学研究 ,发现甲醇转化 率最高 、CO 释放量最小时的温度是 523 ～543 K,催化 剂中 Cu的量对降低活化温度有重要影响 。近年来还 有研究者进行水相中甲醇重整的研究 , Shabaker等 [18 ] 研究以 Pt /A l2O3 为催化剂的液相甲醇重整制氢技术 。 Boukis等研究甲醇在超临界水中重整制氢 ,结果显示 主要产物为 H2 以及少量的 CO2 ,在不加催化剂的情况 下甲醇的转化率达到 99. 9% ,并发现是镍合金内壁对 反应有影响 ,事先氧化内壁可以增加反应速率并减少