論氫能及儲氫技術的最新進展-文庫吧資料
2025-07-04 21:45本頁面
【正文】 通過熱化學轉化方式轉化為高品位的氣體燃氣或合成氣，產品氣主要是H2 、CO、少量CO水和烴。發(fā)酵方式采用壓力脈動固態(tài)發(fā)酵法，能夠充分利用原料且大大降低廢水排放量，在環(huán)境保護方面具有極大的優(yōu)勢，為生物質制氫技術開辟了新途徑?！ ? 1 \* GB3 ①生物轉化制氫法：以秸稈為例，秸稈主要由纖維素，半纖維素和木質素通過復雜的方式連接形成，這3種物質的基本成分都是小分子糖類。這些生物質資源中，有16%38%是作為垃圾處理的，其余部分的利用也多處于低級水平，如造成環(huán)境污染的隨意焚燒、采用熱效率僅約為1%的直接燃燒方法等。林產加工廢料約為300多萬噸。就纖維素類生物質而言，我國農村可供利用的農作物秸稈達5億至6億噸。利用生物質制氫同樣能夠大大降低生產成本，而且能夠改善自然界的物質循環(huán)，很好地保護生態(tài)環(huán)境[9]。利用生物質制氫是指用某種化學或物理方式把生物質轉化成氫氣的過程?！ 。?）生物質制氫?！ ≡趪猓捎没盍姷漠a氣夾膜桿菌，在容積為10L的發(fā)酵器中，經8h發(fā)酵作用后，產氫氣約45 L，最大產氫氣速度為1823 L/h；泰國的Watanabed在曼谷分離的Rhodobacter Sphaeroides B6以乳酸為底物， /h，轉化率達68. 8 %。試驗表明，在一個容積為50 m3的容器中，含糖或植物纖維的廢水發(fā)酵后，每天能產生280 m3左右的氫氣，純度達99%以上，產氫能力大大加強，氫氣產率比國外同類的實驗研究水平高10倍，生產成本約為目前采用的電解水法制氫成本的1/2。是生物制氫領域的一項重大突破，其成果國際領先?！ 。?） 光合細菌利用有機廢水和活性污泥制氫。由此可見，選擇混和菌制氫，利用其互補性，創(chuàng)造互為有利的生態(tài)條件，是一條可取的微生物制氫途徑。 日本北里大學研究人員以各種生活垃圾，如剩菜肉骨等經處理后作為生產氫的原料，借助3種微生物[6]，丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、產氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)和麥芽糖假絲酵母(Candida maltose)在36oC混和發(fā)酵廢棄有機物48小時，平均產氫量為15,145 mL。按氫能轉化的能量來源來分，異養(yǎng)型厭氧菌，固氮菌依靠分解有機物產生ATP來產氫；而真核藻類、藍細胞、光合厭氧細菌則能通光合作用將太能轉化為氫能[6]。近年來，已查明在常溫常壓下以含氫元素物質包括植物淀粉、纖維素、糖等有機物和水進行生物酶催化反應來制得氫氣的微生物可分為5類：異養(yǎng)型厭氧菌、固氮菌、光合厭氧細菌、藍細胞和真核藻類。 微生物制氫。 生物制氫 依靠這種方法來大規(guī)模制氫還有待進一步研究。這種方法是通過外加高溫使水起化學分解反應來獲取氫氣。目前電解效率約為50%70%[5]。 （3） 分解水所需要的能量由外加電能提供。這種方法是基于如下的可逆反應：2H2O → 2H2+ O2現(xiàn)在氫的制取大都是以天然氣為原料，但是天然氣和煤炭都是寶貴的燃料和化工原料，其儲量有限，用它們來制氫顯然擺脫不了人們對常規(guī)能源的依賴和對自然環(huán)境的破壞。 （1） 用蒸汽和天然氣為原料的基本反應過程：CH4 + H2O → CO+ 3H2這是過去以及現(xiàn)在采用最多的方法。代替常規(guī)能源的制氫工藝并不成熟，也沒有很好的成功實例。 methods of acquire hydrogen)序號方法舉例1輕金屬與酸堿反應2Na+2H2O—2NaOH +H2↑2Al+2NaOH+2H2O—2NaAlO2+3H2↑2天然氣分解制氫CH4+H2O—CO+3H23水煤氣法制氫H2O+C—CO+H24電解水制氫陰極:2K++2H2O+2e—2K+2OH+H2↑陽極:2OH—H2O++2e5熱化學循環(huán)分解水法純水的分解溫度要高達4000℃以上,熱化學循環(huán)分解水制氫就是在降低這一溫度的條件下促使水分解,生產氫氣和氧氣。 獲取氫氣的方法如表1所示?！ ?人均煤炭為世界平均值的1/ 2，石油僅為1/ 10左右，我國人口眾多，人均資源嚴重不足。日
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