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LOGO生物产氢10环工曾俊芝Contents背景1氢能源2生物制氢3生物制氢的发展与展望4石油资源天然气总储量1万亿桶45—50年总储量120万亿立方米50—60年煤炭资源总储量1万亿吨200—220年背景1背景22002年9月在巴黎汽车博览会上通用汽车公司推出一辆可行驶的名为Hy-wire的样车。与普通汽车不同的是，该汽车使用氢燃料电池作为动力。今天，内燃机汽车的能效利用率只有20%~25%，及时再使用新技术，其能源利用率也只能爬升到30%左右，而且不可避免的仍要排放CO2和其它污染物。而氢燃料电池的利用率高达55%，几乎十内燃机的2倍，所以发展氢能源成为了各个国家面临的重要问题。地球上的氢元素十分丰富，从海水中就可以提取氢。氢气燃烧产物是水，无污染，是最清洁的能源之一，可再生氢气的燃烧热值比其他的化石燃料高氢能源优点传统制氢方法121.基于化石燃料的方法天然气的蒸气重整；天燃气的热裂解；占氢气产量的90%以上2.水原料的方法电解；光解；热化学过程；直接热分解占氢气产量的4%左右1化石燃料的方法缺点能耗高效率低制得的氢气纯度低2水原料的方法缺点能耗高耗能低效率高优点清洁节能可再生原料成本低制氢过程不污染环境一些生物制氢过程具有良好的环境效益1234微生物产氢微生物产氢原理12固氮酶是由两种蛋白质分子构成的金属复合蛋白酶,能催化还原氮气成氨，氢气作为副产物产生。氢酶是微生物体内调节氢代谢的活性蛋白。氢酶又可以分为吸氢酶、可逆性氢酶。氢酶在微生物中主要功能是吸收固氮酶产生的氢气。微生物产氢方法投入：光能产出：氢气水汽转换是CO与H2O转化为CO2和H2的反应。过去—化学方法现在—微生物方法投入：有机物微生物暗发酵产出：氢气光和微生物产氢光能自养型微生物氢气特点：直接利用光能产生氢气1.直接光解产氢光和微生物产氢光能光能自养型微生物（光合作用）光能自养型微生物（产氢过程）光能氢气特点：先利用光能生产有机物，再利用光能分解有机物产生氢气2.间接光解产氢光和微生物产氢有机物光能光能异养型微生物氢气特点：直接利用光能产生氢气3.光发酵产氢产氢原理优点目前已发现两种无色硫细菌反应：CO(g)+H2O(l)→CO2(g)+H2(g)1.生长速度快2.产氢速率快，转化率高3.对生长条件要求不严格缺点传质速率限制，CO抑制作用，无法和工业上水气生产竞争微生物水气转换产氢暗发酵产氢有机底物微生物（暗发酵）氢气缺点：产率较低，应选育优良菌种，提高培养技术3.暗发酵产氢厌氧微生物在氮化酶或氢化酶作用下将底物分解底物有小分子有机酸，葡萄糖，硫化物等，还可以利用废水中的有机物，起到保护环境作用微生物制氢装置微生物产氢存在问题1反应器成本高2产氢效率低，速率慢3暂时无法投入生产CompanyLogo微生物产氢发展与展望氢能源得到广泛应用提高产氢速率及产氢量优化生产技术实验走向生产制氢技术能投入实际生产解决氢气运输，储存等问题降低反应成本优化生产工艺微生物产氢发展与展望CompanyLogo总结生物制氢技术总体上还处在初步研究阶段，工艺还不完善，难以用于实际生产，但其在原料来源、能源消耗、环境方面有着其它能源所无法取代的优越性，所以仍是值得深入研究的领域。相信不久的将来它将成为世界能源的一个重要支柱。LOGO