生物质能转化为电能

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生物质燃料电池
生物质燃料电池工作原理
生物燃料电池结构示意图 基于多孔碳材料的酶生物燃料电池酶电极的研究，王文洋，湖南大学，2016
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生物质燃料电池
按电子传递方式分类
Annual Review of Analytical Chemistry, 2012, 5(1):157-179..
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生物质燃料电池
水生藻类，主要包括： 海洋性的马尾藻、巨 藻、石莼、海带等； 淡水生的布袋草、浮 萍等；微藻类的螺旋 藻、小球藻等；蓝藻、 绿藻等。
油科植物，主要包括： 橡胶树、蓝珊瑚、桉 树、葡萄牙草等。
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生物质及生物质能
生物质能的特点

特点
可再生性
低污染性

广泛分布性
生物质燃料总量十分丰富
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生物质及生物质能
酶型燃料电池的前景及今后研究重点
应用：生物燃料电池常用 在临床医学、生物学等研 究上。 可将生物燃料电池 方便直接地植入人体内为 心脏起搏器等提供电能。 它还广泛应用于笔记本电 脑等方面。随着生物燃料 电池不断的发展， 消费者 对移动充电电源的需求将 增加
①寻找合适的电极材料，通常为多 维、多孔、多向的导电材料， 进一步提高酶型生物燃料电池的电 流密度和输出功率； ②寻求能够彻底催化氧化底物的方 法，使催化电流达到最大； ③拓宽酶型生物燃料电池的应用领 域和范围； ④延长酶型生物燃料电池的使用寿 命。
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生物质燃料电池
酶型燃料电池的研究进展
1911年，Potter发现利用微生物可以产生电流 1964年，Kimble和他的工作组构造了由三种不同的酶作为催化 剂的生物燃料电池阳极
焦点: EBFC的阴阳极发展 高峰等: 间接电子转移 Scott等: 直接电子转移
Zayats等: 采用新方法制备酶电极 Mano等: 在Zayats基础上改进酶电极 Heller等: 采用微型阴阳极 Yan等：用碳纳米管材料做电极
THANKS
欢迎大家批评指正 日期：2018.10.31
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生物质及生物质能
人类需要的能
CO2
太阳能
A
燃烧、分解、气化。。。
C6H12O6
B
R C
H2O
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生物质及生物质能
生物质能种类
农作物类，主要包 括：产生淀粉的甘 薯、玉米、番薯等； 产生糖类的甘蔗、 甜菜、果实和废液 等。 林作物类，主要包括： 树木类，指白杨、悬 铃木、赤杨、枞树等； 森林工业废物；以及 首蓿、象草、芦苇等 草木类
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生物质燃料电池
酶型燃料电池的面临的困难及解决方案
从酶到电极表面的电子转移 本质上是不自然的
解决方案
大多数酶需要介质或专门的 电极表面来有效地促进电子 从酶向电极的转移
胶束酶包封、基因修 饰和原位酶再生
从长期来看，酶是相当不稳定的 催化剂，并且它们在持续运行下 的逐渐降解导致功率逐渐损失
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生物质燃料电池
生物质能的开发与利用
《生物质能学》,卢向阳、蒋立科、潘登奎等，化学工业出版社（2008）
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生物质气化发电技术
什么是生物质气化？ 生物质气化是在高温 条件下，利用部分氧 化法，使有机物转化 成可燃气体的过程， 产物为CO、H2、 CH4等可燃性气体。
供热
生物质 气化
供气
发电
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生物质气化发电技术
生物质气化发电的原理与过程 基本原理：把生物质转 化为可燃气，再利用可 燃气推动燃气发电设备 进行发电。它既解决了 生物质难于燃烧且分布 分散的缺点，又可充分 发挥发电设备紧凑而污 染少的优点。
生物质气化发电工艺流程示意 我国生物质气化耦合发电技术及应用探讨，王刚， 曲红建，吕群，环 境 管 理(2018)
Leabharlann Baidu
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生物质气化发电技术
生物质气化发电系统分类
各类气化器各项参数对比
不同气化器的优缺点
生物质气化发电技术研究进展，常圣强 ， 李望良 ，张晓宇 ，马力强 ，鲁长波 ， 安高军 ，化工学报 (2018)
今后 研究 重点
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发展前景与展望
生物质能的前景
生物质的能源利用可带来一系列生态、社会和经济效益。 生物质能利用不仅可消纳各种有机废弃物,消除其对环境的 负面影响,推动农村和城镇的现代化建设;而且,由于能源农 业和能源林业的大规模发展,将有效地绿化荒山荒地,减轻 土壤侵蚀和水土流失,治理沙漠,保护生物多样性,促进生态 的良性循环。 同时,现代生物质能一体化系统的建设将促 进现代种植业的发展,成为农村新的经济增长点,增加农民 就业机会,改善生活环境,提高农村居民收人,振兴农村经济.
生物质能转化为电能 Biomass Energy is converted into Electric Energy
许照祥：PPT汇报 赵亮：思维导图设计、PPT制作、酶型燃料电池 杨乐：生物质、生物质能及生物质气化发电 谢轲、杨哲：生物质气化发电、酶 型燃料电池
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简单的思维导图
第一部分
生物质及生物质能
C O N T E N T S
第二部分
生物质气化发电技术
第三部分
生物质燃料电池
第四部分
发展前景与展望
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生物质及生物质能
生物质是指通过光合作用而形成 的各种有机体，包括所有的动植 物和微生物。而所谓生物质能 （biomass energy ），就是太阳能 以化学能形式贮存在生物质中的 C 能量形式，即以生物质为载体的
按催化剂类型方式分类
酶型生物燃料电池
酶型生物燃料电池的研究，赵丹， 安徽师范大学，2013.
微生物生物燃料电池
直接生物质碱性燃料电池性能及机 理研究，郝苗青，天津大学，2013.
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生物质燃料电池
酶型燃料电池的特点

酶型生物燃料电池的研究，赵丹， 安徽师范大学，2013.
燃料来源广泛 反应条件温和 生物相容性好 催化剂类型多种多样
原料收集、贮存难， 成本较高

政府利用信贷、税收等经济 激励政策
建议
资金障碍：建设生物质 气化发电厂的初始投资 额度大，金融机构对该 行业缺乏了解，不愿意 为生物质气化发电项目 投资

指定可再生能源发电上网的
规章制度，推动电力体制改
革。
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生物质燃料电池
什么是生物质燃料电池？
燃料电池发电是继水力、火力和核能发电之后的第4类发电技术。它 是一种不经过燃烧，直接以电化学反应方式将燃料的化学能转化为电 能的高效发电装置。从理论上讲，只要连续供给燃料，燃料电池便能 连续发电。它具有在发电效率高、环境友好、建厂时间短、降载弹性 佳，而且易于废热综合利用等优点。美国，日本和西欧，燃料电池多 年来一直都认为是未来发展技术之一，广泛开展了基础研究。而生物 质燃料电池是燃料电池的一种，它和燃料电池的最大区别在于催化剂， 生物质燃料电池是用生物催化剂替代了传统的金属催化剂。
植物的光合作用图解
能量。
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生物质及生物质能
生物质能的定义与范畴 广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以 植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有 代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、 木材废弃物和动物粪便。 狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮 C 食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木 质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧 业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
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生物质气化发电技术
生物质气化发电实例
生物质固定床气化发电工艺流程
下吸式固定床气化炉气化原理图
生物质气化技术的再认识，张齐生，马中青，周建斌，南京林业大学学报(自然科学版 )(2013)
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生物质气化发电技术
生物质气化发电商业化的障碍
技术障碍：国内多采用内燃 发电方式，但发电机单机功 率低，气化效率偏低，气体 内焦油等杂志含量高，处理 不当容易造成水污染 制度障碍：目前国家没有保 证生物质气化上网政策，特 别是没有没有标准的购电合 同