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社会其它相关论文-生物制氢展望.doc

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社会其它相关论文-生物制氢展望.doc

社会其它相关论文-生物制氢展望【摘要】制氢的方法包括化石能源制氢、电解水制氢、生物制氢、热解制氢等[1]。其中,生物制氢具有节能、清洁、原料来源丰富、反应条件温和、能耗低和不消耗矿物资源等优点[2,3]。1生物制氢原理广义地讲,生物制氢是指所有利用生物产生氢气的方法,包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等[4,5]。狭义地讲,生物制氢仅指微生物产氢,包括光合细菌(或藻类)产氢和厌氧细菌发酵产氢等[2,6,7,8,9]。本文只讨论狭义上理解的生物制氢,这也是利用生物制氢的主要研究方向[3,6]。迄今为止一般采用的方法有: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。1.1生物制氢的三种方法1)光合生物产氢利用光合细菌或微藻将太阳能转化为氢能[8,10]。目前研究较多的产氢光合生物主要有蓝绿藻、深红红螺菌、红假单胞菌、类球红细菌、夹膜红假单胞菌等[6,11]。2)发酵细菌产氢利用异养型的厌氧菌或固氮菌分解小分子的有机物制氢[8]。能够发酵有机物产氢的细菌包括专性厌氧菌和兼性厌氧菌,如丁酸梭状芽孢杆菌、大肠埃希氏杆菌、产气肠杆菌、褐球固氮菌、白色瘤胃球菌、根瘤菌等[6,11]。与光合细菌一样,发酵型细菌也能够利用多种底物在固氮酶或氢酶的作用下将底物分解制取氢气,底物包括:甲酸、乳酸、丙酮酸及各种短链脂肪酸、葡萄糖、淀粉、纤维素二糖,硫化物等。发酵气体中含H2(40%~49%)和CO2(51%~60%)。CO2经碱液洗脱塔吸收后,可制取99.5%以上的纯H2。产甲烷菌也可被用来制氢。这类菌在利用有机物产甲烷的过程中,首先生成中间物H2、CO2和乙酸,最终被产甲烷菌利用生成甲烷。有些产甲烷菌可利用这一反应的逆反应在氢酶的催化下生成H2[11]。3)光合生物与发酵细菌的混合培养产氢由于不同菌体利用底物的高度特异性,它们能分解的底物是不同的。要实现底物的彻底分解并制取大量H2,应考虑不同菌种的共同培养。YokoiH.等采用丁酸梭菌(Clostridiumbutylicm)、产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)和类红球菌(Rhobactersphaerbdies)共同培养,从甜土豆淀粉残留物中制取H2,可连续稳定产氢30天以上,平均产氢量为4.6molH2/mol葡萄糖,是单独利用C.butylicm产氢量的两倍。原因在于C.butylicm产生的

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