生物制氢研究进展_产氢机理与研究动态

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1、2006年第25卷第9期化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS生物制氢研究进展（I）产氢机理与研究动态柯水洲，马晶伟（湖南大学土木工程学院水科学与工程系，湖南长沙410082）摘要：阐述了7类生物制氧系统的产氢机理、影响因素以及提高产氧率和产氧量的方法，介绍了国外最新的研究进展。光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术是研究的热点，而厌氧发酵由于产氢效率较离而成为最具潜力的生物制氢技术z—。光合-发酵杂交技术不仅减少了所需光能，而且增加了氢气产量，同时也彻底降解了有机物，使该技术成为生物制氢技术的发展

2、方向。关键词：生物制氢；光发酵；厌氧发酵中图分类号：Q939.9；TK91文献标识码：A文章编号：1000-6613（2006）09-1001-06Progressofbiologicalhydrogenproduction(I)MechanismanddevelopmentKEShuizhou，maJingwei(DcpartmcntofWaterEngincoringandScience,SchoolofCivilEnginccring,HunanUniversity,Changsha410082,Hunan,China)Abstract:T

3、hispaperpresentsseventypesofbiologicalhydrogenproductionsystemsandthemechanism,aflectingfactors,methodsofenhancementofhydrogenproductionaswellasresearchprogress.Therecentstudiesarefocusedonphotofermentationandanaerobicfermentationtechnology.Anaerobicfermentationsystemshavethe

4、greatpotentialtobedevelopedaspracticalbiologicalhydrogensystemsduetoitshighhydrogenyield.Ahybridsystemusingphotosynthesisandfermentativebacteriacanenhancethehydrogenproductionandreducetheneedforlight.Theprocesswillbethefuturedirectionofbiologicalhydrogenproduction.Keywords：bi

5、ologicalhydrogenproduction；photofermentation；anaerobicfermentationIT询全世界所需要的80%的能源都来自于化石燃料，但其储量有限，且趋于枯竭。化石燃料燃烧时生成CO八SO、NO八CH、烟雾、灰尘、焦油和其他有机化合物，造成了严垂的坏境污染并使全球气候发生变化卩］。为了缓解能源危机和环境问题，氢气将是最佳的替代能源。氢是一•种清洁的新型能源，不含碳、硫及其他的有害杂质，和氧燃烧时只生成水，不会产生CO,、so、和致癌物质，大大地减轻了对环境的污染，保护了自然界的生态平衡。氢除了具有化

6、右燃料的各种优点外，还有它独特的优点,即:可储存性、可运输性好；不仅是所冇已知能源屮能量密度最大的燃料（122kJ-g-i）,还可作为其他初级能源（如核能、太阳能）的中间载能体使用；转换灵活，使用方便，清洁卫生气。氢能是一种可再牛的永久性清洁能源，符合人类长远发展的需要。因此，从20世纪70年代起，世界各国就对氢能的开发研究I•分垂视。用氢制成燃料电池可直接发电，也可采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循坏发电，其能量转换效率大大高于现有的火力发电。除了作为能源，氢气还有着其他广泛的用途，如用于氢化工艺中生产低分了量饱和化合物，生产氨、盐酸和甲醇，提炼金

7、属矿，作为防腐防氧化的除氧剂、火箭发动机的燃料、发电机的制收稿日期2006-02-27：修改稿IEI期2006-04-03。第一作者简介柯水洲（1964—），男，博士，教授，主要从爭研究水处理工程。E-mailszkyr@126.com。•1002-2006年第25卷2生物制氢系统牛物制氢按照微牛物的种类、是否需要光照以及底物的不同等方而可以分为以下几类。2.1光合成牛物制氢系统（也称直接牛物光解制氢系统）植物和藻类通过光合作用生成有机化合物，而产氢藻类可通过相同的生物过程按以卜•反应生成氢气2HQI光能J2H2+O?（1）展了数个长期的研究计划

8、竹。预计于21世纪中期可实现生物制氢技术的实际应用。自发现微生物产氢至今已有半个多世纪了，生冷剂等，液氢还可用于低温及超导工业。氢气可以