生物制氢技术 聂思懿15301020078 技术原理 a光解水制氢 微藻及蓝细菌以太阳能为能源,以水为原料,通过光合作用及其特有的产氢 酶系,将水分解为氢气和氧气。 H2 直接光解水制氢 光照 PS2 氢酶 2H0 2H b光发酵制氢 光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。有机废水中含有大量可被光合细 菌利用的有机物成份。利用牛粪废水、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、 淀粉废水、酿酒废水等作底物进行光合细菌产氢的研究较多。光合细菌利用光能, 催化有机物厌氧酵解产生的小分子有机酸、醇类物质为底物的正向自由能反应而 产氢。可借此处理废水、净化环境。(若污水中COD值较高或含有一些有毒物质, 在制氢时需经过预处理)。 c暗发酵制氢 异养型厌氧细菌利用碳水化合物等有机物,通过暗发酵作用产生氢气。可利用工 农废弃物 (如造纸工业废水、发酵工业废水、食品工业废水、秸秆、牲畜粪便等)制作。 既可获得洁净的氢气,又不另外消耗大量能源,还可减少环境污染 d光发酵和暗发酵耦合制氢 将两种方法结合在一起,相互交替,相互利用,相互补充,可提高氢气的产量。 2.实例应用 a氢汽车 靠氢燃料、氢燃料电池运行的氢汽车。目前,我国科学家已获得了能髙效产氢 的微生物,可以小规模地进行生物制氢。预计,在将来,人们只要在汽车、飞机
生物制氢技术 聂思懿 15301020078 1.技术原理 a 光解水制氢 微藻及蓝细菌以太阳能为能源，以水为原料，通过光合作用及其特有的产氢 酶系，将水分解为氢气和氧气。 H2 直接光解水制氢： 光照 2H2O O2 Fd 2H+ b 光发酵制氢 光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。有机废水中含有大量可被光合细 菌利用的有机物成份。利用牛粪废水、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、 淀粉废水、酿酒废水等作底物进行光合细菌产氢的研究较多。光合细菌利用光能， 催化有机物厌氧酵解产生的小分子有机酸、醇类物质为底物的正向自由能反应而 产氢。可借此处理废水、净化环境。（若污水中 COD 值较高或含有一些有毒物质， 在制氢时需经过预处理）。 c 暗发酵制氢 异养型厌氧细菌利用碳水化合物等有机物，通过暗发酵作用产生氢气。可利用工 农废弃物 （如造纸工业废水、发酵工业废水、食品工业废水、秸秆、牲畜粪便等）制作。 既可获得洁净的氢气，又不另外消耗大量能源，还可减少环境污染。 d 光发酵和暗发酵耦合制氢 将两种方法结合在一起，相互交替，相互利用，相互补充，可提高氢气的产量。 2.实例应用 a 氢汽车 靠氢燃料、氢燃料电池运行的氢汽车。目前，我国科学家已获得了能高效产氢 的微生物，可以小规模地进行生物制氢。预计，在将来，人们只要在汽车、飞机 PS1 和 PS2 2e- 氢酶
等油箱中装满水,再加入光解水催化剂,在阳光照射下,水便能不断的分解出氢, 成为发动机的能源 b红螺菌 美国宇航部门准备把红螺菌带到太空中去,用它放出的氢气作为能源供航天器使 用。这种 细菌的生长繁殖很快,而且培养方法简单易行,即可在农副产品废水废渣中培养, 也可以在乳制品加工厂的垃圾中培育。 3.四种制氢方法的比较 生物制氢方产氢转化底物类型 转化底优缺点 环境友好程度 物效率 光解水制氢慢 水 低优点:原料简单易得,需光,无污染 过程简单 缺点:转化率低,产氢 效率慢 光发酵制氢较快小分子有机酸、醇较高优点:废物利用, 需光,可利用有机废水 类 缺点:含有毒物质的水 需经过预处理,较繁琐 暗发酵制氢 葡萄糖、淀粉、纤高优点:产氢效率快,转可利用工农业废弃物, 快 维素等碳水化合物 化率高 发酵液需处理后排放 缺点:发酵液处理麻烦, 可能污染环境 光发酵和暗最快葡萄糖、淀粉、纤最高优点:产氢效率快,转可利用工农业废弃物, 发酵耦合制 维素等碳水化合物 化率高,废物利用 光发酵时需氧 氢 结语 氢能源是最清洁的新能源之一,大力开采氢能源可缓解能源危杋,保护环境,其 未来的发展空间十分广阔。而生物制氢作为一种高效、环保的新兴制氢手段,十 分值得去进一步研究探索
等油箱中装满水，再加入光解水催化剂，在阳光照射下，水便能不断的分解出氢， 成为发动机的能源 b 红螺菌 美国宇航部门准备把红螺菌带到太空中去，用它放出的氢气作为能源供航天器使 用。这种 细菌的生长繁殖很快，而且培养方法简单易行，即可在农副产品废水废渣中培养， 也可以在乳制品加工厂的垃圾中培育。 3.四种制氢方法的比较 生物制氢方 法 产氢 效率 转化底物类型 转化底 物效率 优缺点 环境友好程度 光解水制氢 慢 水 低 优点：原料简单易得, 过程简单 缺点：转化率低，产氢 效率慢 需光，无污染 光发酵制氢 较快 小分子有机酸、醇 类 较高 优点：废物利用， 缺点：含有毒物质的水 需经过预处理，较繁琐 需光，可利用有机废水 暗发酵制氢 快 葡萄糖、淀粉、纤 维素等碳水化合物 高 优点：产氢效率快，转 化率高 缺点：发酵液处理麻烦， 可能污染环境 可利用工农业废弃物， 发酵液需处理后排放 光发酵和暗 发酵耦合制 氢 最快 葡萄糖、淀粉、纤 维素等碳水化合物 最高 优点：产氢效率快，转 化率高，废物利用 可利用工农业废弃物， 光发酵时需氧 结语 氢能源是最清洁的新能源之一，大力开采氢能源可缓解能源危机，保护环境，其 未来的发展空间十分广阔。而生物制氢作为一种高效、环保的新兴制氢手段，十 分值得去进一步研究探索