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《微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展_汤桂兰.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第12期农业工程学报Vol.23No.122007年12月TransactionsoftheCSAEDec.2007285微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展※汤桂兰,孙振钧,李玉英(中国农业大学资源与环境学院,北京100094)摘要:氢是一种理想的清洁能源,在未来的新能源中将占有重要的位置。该文综述了微生物发酵法制氢和发酵产氢微生物的最新研究进展。比较了国内外利用纯菌产氢和混合菌产氢的优缺点,纯菌产氢速度快,但纯菌发酵条件要求严格,成本高。混合菌来源广泛,利用底物广泛,无需灭菌,成本低。文中还分析了当前微生物发酵制氢技术
2、存在的问题,展望了厌氧发酵制氢的发展前景。关键词:生物产氢;发酵法产氢;厌氧产氢细菌中图分类号:X24文献标识码:A文章编号:1002-6819(2007)12-0285-06汤桂兰,孙振钧,李玉英.微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展[J].农业工程学报,2007,23(12):285-290.TangGuilan,SunZhenjun,LiYuying.Progressinmicrobialfermentativehydrogenproductionandhydrogen-producingmicroorganisms[J].
3、TransactionsoftheCSAE,2007,23(12):285-290.(inChinesewithEnglishabstract)[2]很多。Gray等人将所有的产氢微生物分为4类:(1)0引言专性厌氧的异养微生物,它们不具有细胞色素体系,通能源匮乏、环境污染是未来人类所面临的两大难过产生丙酮酸或丙酮酸的代谢途径来产氢。包括梭菌属题。氢气以其热密度大、洁净燃烧、可再生而被能源界公(Clostridium)、甲基营养菌(Methylotrophs)、产甲烷菌认为最具潜力的新能源之一。目前研究发现有几种制氢(Methano
4、genicbacteria),瘤胃细菌(Rumenbacteria)方法包括热化学制氢、光催化作用制氢、生物制氢等方以及一些古细菌(Archaea)等,脱硫菌(Desulfovibrio法。对于热化学制氢目前正处在实验室试验阶段,而光desulfuricans)是唯一一种具有细胞色素体系的专性厌催化作用制氢,科学家们正努力寻找合适的光催化剂。氧菌。(2)兼性厌氧菌,含有细胞色素体系,能够通过分生物制氢是目前研究进展最快并很有希望进行规模化解甲酸的代谢途径产氢。包括大肠杆菌(Escherichia[1]生产的一种制氢方法。由于其使用的
5、原料低廉,生产coli)和肠道细菌(Enterobacter)等。(3)需氧菌过程清洁、节能且不消耗矿物资源,正越来越受到人们(Aerobes),包括产碱杆菌属(Alcaligenes)和一些杆状的关注。菌(Bacillus)等。(4)光合细菌(Photosynthetic生物制氢的方法可分为细菌发酵法和光合生物法。bacteria)。厌氧发酵产氢微生物主要包括前2类微生细菌发酵法利用碳水化合物作为能量来源,并将其转化物。目前发酵法产氢研究得最多的产氢细菌种类主要包成氢气,无需光照条件,同时实现产能和除废的双重目括梭状芽孢杆菌属和肠
6、杆菌属。Oh等分离的柠檬酸杆的。因此,在生物制氢方法中,细菌发酵制氢法更具有潜菌属(Citrobactersp.)Y19最大产氢速率达到了32.3力。为了提高发酵产氢能力,许多研究集中在选育高产[3]mmol/(g干细胞·h)。Chen等研究pH值、底物浓氢的优势菌种和菌群。本文主要综述国内外发酵制氢微度、不同基质组成对厌氧菌Clostridiumbutyricum生物的研究进展和产氢机制,并提出今后的研究方向。CGS5产氢的影响,当底物COD为浓度20g/L,pH6.01国内外利用纯菌产氢进展时,最大氢气产率达到209mL/(h·
7、L)[4]。哈尔滨工业大学研究人员以消化污泥为菌种来源,分离出高效产氢大自然中能够通过厌氧发酵方式产氢的细菌种类细菌B49之后又发现9个发酵产氢菌种。中试规模的收稿日期:2006-11-30修订日期:2007-08-15产氢能力达到每天5.7m3/m3,其产氢率比国外同类的基金项目教育部科学技术研究重点项目(107117)作者简介:汤桂兰(1981-),女,安徽全椒人,博士研究生,从事生物小试结果高出几十倍,生产成本低于目前广泛采用的水[5]质能的研究。北京中国农业大学资源与环境学院,100094。电解法的成本,有望实现生物氢能工业
8、化生产。Email:t-angguilan@163.com1.1固定化细菌产氢※通讯作者:孙振钧,男,教授,博士生导师,从事有机畜牧与农业废弃物的生物处理的研究。北京中国农业大学资源与环境学院,在厌氧菌发酵研究中,人们为了提高反应器内
