生物质能转化为电能PPT课件.ppt

生物质能转化为电能BiomassEnergyisconvertedintoElectricEnergy 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 1 2019 11 26 0 简单的思维导图 2 2019 12 19 CONTENTS 生物质及生物质能 第一部分 生物质气化发电技术 第二部分 生物质燃料电池 第三部分 发展前景与展望 第四部分 3 2019 12 19 C 1 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 biomassenergy 就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式 即以生物质为载体的能量 植物的光合作用图解 4 2019 12 19 C 1 生物质及生物质能 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 生物质能的定义与范畴 5 2019 12 19 A R B C 1 生物质及生物质能 C6H12O6 燃烧 分解 气化 CO2 太阳能 人类需要的能 H2O 6 2019 12 19 C 1 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 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 7 2019 12 19 C 1 生物质及生物质能 生物质能的特点 可再生性低污染性广泛分布性生物质燃料总量十分丰富 特点 8 2019 12 19 C 1 生物质及生物质能 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 9 2019 12 19 2 生物质气化发电技术 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 什么是生物质气化 10 2019 12 19 C 2 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 11 2019 12 19 C 2 生物质气化发电技术 生物质气化发电系统分类 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 不同气化器的优缺点 各类气化器各项参数对比 12 2019 12 19 C 2 生物质气化发电技术 生物质气化发电实例 下吸式固定床气化炉气化原理图 生物质固定床气化发电工艺流程 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 13 2019 12 19 C 2 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 原料收集 贮存难 成本较高 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 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 建议 政府利用信贷 税收等经济激励政策指定可再生能源发电上网的规章制度 推动电力体制改革 14 2019 12 19 C 3 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 15 2019 12 19 C 3 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 16 2019 12 19 C 3 生物质燃料电池 按电子传递方式分类 AnnualReviewofAnalyticalChemistry 2012 5 1 157 179 17 2019 12 19 C 3 生物质燃料电池 按催化剂类型方式分类 酶型生物燃料电池的研究 赵丹 安徽师范大学 2013 酶型生物燃料电池 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 18 2019 12 19 C 3 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 19 2019 12 19 C 3 生物质燃料电池 酶型燃料电池的研究进展 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 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 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 20 2019 12 19 C 3 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 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 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 解决方案 21 2019 12 19 C 3 生物质燃料电池 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 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 寻求能够彻底催化氧化底物的方法 使催化电流达到最大 拓宽酶型生物燃料电池的应用领域和范围 延长酶型生物燃料电池的使用寿命 今后研究重点 22 2019 12 19 C 4 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