新型含能體能源：氫能及儲氫技術的最新進展-文庫吧資料
2025-08-05 06:57本頁面
【正文】 * GB3 ②生物質(zhì)氣化法：將生物質(zhì)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)素通過復雜的方式連接形成，這3種物質(zhì)的基本成分都是小分子糖類。這些生物質(zhì)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(chǎn)加工廢料約為300多萬噸。就纖維素類生物質(zhì)而言，我國農(nóng)村可供利用的農(nóng)作物秸稈達5億至6億噸。利用生物質(zhì)制氫同樣能夠大大降低生產(chǎn)成本，而且能夠改善自然界的物質(zhì)循環(huán)，很好地保護生態(tài)環(huán)境[9]。利用生物質(zhì)制氫是指用某種化學或物理方式把生物質(zhì)轉化成氫氣的過程。 ?。?）生物質(zhì)制氫。 在國外，采用活力強的產(chǎn)氣夾膜桿菌，在容積為10L的發(fā)酵器中，經(jīng)8h發(fā)酵作用后，產(chǎn)氫氣約45 L，最大產(chǎn)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(chǎn)生280 m3左右的氫氣，純度達99%以上，產(chǎn)氫能力大大加強，氫氣產(chǎn)率比國外同類的實驗研究水平高10倍，生產(chǎn)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?！ ∪毡颈崩锎髮W研究人員以各種生活垃圾，如剩菜肉骨等經(jīng)處理后作為生產(chǎn)氫的原料，借助3種微生物[6]，丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生ATP來產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)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
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