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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 421 毫秒
1.
当前,全球能源系统的主体是"碳基能源"——石油和煤等。这些不可再生的资源已日渐枯竭,而且大量使用会破坏地球生态系统。因此,用"氢基能源"逐步取代"碳基能源"已成为发达国家能源战略的首选目标,有的国家甚至将这一目标定在本世纪中叶。对于中国等发展中国家,大力开发生物质能等新的可再生"碳基能源",同时加速发展"氢基能源",争取提前进入氢能时代,才能实现可持续发展,甚至跨越式发展。制氢技术包括非生物制氢和生物制氢。非生物制氢目前已小量生产和应用,生物制氢的研究也有相当长的时间,其中影响生物制氢进入实用的主要因素是能耗和生产成本过高。因此,如果作为一个孤立的技术系统,生物制氢只能作为战略性项目。首先介绍了生物制氢的主要原理、目前限制生物制氢产业化的关键限制因子;提出了从系统论的原理出发,通过技术集成,突破生物制氢成本的"瓶颈",达到环保和资源利用的双重目的,使其提前实用化;最后,重点阐述了以海水为介质的高盐有机废水的生物制氢技术的研究进展,尤其介绍我国在相关方面的研究进展。  相似文献   

2.
随着能源紧缺的日益加剧,以及化石燃料燃烧引起的环境问题逐渐突显,氢能作为一种清洁可再生能源越来越受到青睐。生物制氢与热化学及电化学制氢相比其反应条件温和、低耗、绿色,是一项非常有应用前景的技术。生物制氢从广义上可以分为暗发酵和光发酵产氢两种,其中暗发酵微生物可以利用有机废弃物产生氢气以及有机酸等副产物,光合细菌在光照和固氮酶的作用下可以将暗发酵产生的有机酸继续用于产氢,因此两种发酵产氢方式相结合可以提高有机废物的资源化效率。将近年来暗发酵-光发酵两阶段生物制氢技术进行整理分析,从其产氢机理、主要影响因素、暗发酵-光发酵产氢结合方式(两步法、混合培养产氢)几个方面进行阐述,最后指出该技术面临的挑战。  相似文献   

3.
秦艳  邓文武 《生物学杂志》2010,27(1):84-86,45
回顾了近30年来盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)在光生物制氢中的应用。就H.halobium可能的光合产氢机理、产氢研究现状及产氢工艺进行概述。分析了盐生盐杆菌光照产氢的主要影响因素,提出未来利用H.halobium生物制氢的研究方向。  相似文献   

4.
汤桂兰  孙振钧 《生物技术》2007,17(1):93-97,F0004
氢是一种理想的清洁能源,生物制氢是在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。该文综述了国内外光合产氢和发酵产氢的机理、研究现状及存在的问题,并对其进一步发展进行了分析和展望。  相似文献   

5.
微藻光生物水解制氢技术   总被引:14,自引:0,他引:14  
氢气是未来人类社会可持续发展的理想能源。介绍微藻太阳能光生物水解制氢的研究现状,重点讨论微藻光水解制氢的生物学原理。重点讨论微藻光解水制氢的酶学机理、工艺过程以及当前的主要研究方向。通过比较微藻固氮酶制氢、可逆产氢酶直接光水解制氢、可逆产氢酶间接光水解制氢等技术路线的优缺点,指出利用微藻可逆产氢酶两步法间接光水解制氢最具发展潜力,可望为21世纪的“氢能经济社会”提供大量的氢源。该技术成功的关键在于相关的基因工程和代谢调控研究取得重大突破。  相似文献   

6.
生物制氢——能源、资源、环境与经济可持续发展策略   总被引:2,自引:0,他引:2  
人类面临能源危机、资源短缺、环境污染的严峻挑战,开发新的能源,合理利用资源并保护生态环境势在必行。氢能具有清洁、高效、可再生的特点,是未来重要的新能源物质。生物制氢技术利用可再生资源,特别是可利用工农业有机废弃物产氢,效率高,能耗低,污染少,成本低,具有巨大的发展潜力。本文简要阐述生物制氢技术及其发展状况,提出我国发展生物制氢技术,实现能源、资源、环境与经济可持续发展的政策建议。  相似文献   

7.
为了在生物制氢过程中最大限度提高产氢量和产氢速率,增大底物的利用率以及更好地发挥菌种间的协同作用,联合生物制氢技术成为近年来人们关注的焦点。综述了目前国内外几种联合生物制氢方法的研究现状。并从产氢机理的角度对几种联合制氢技术进行了分析比较,重点强调光合发酵和暗发酵联合生物制氢技术具有广泛的发展前景,并指出其存在的问题和未来的发展趋势。  相似文献   

8.
氢作为一种清洁高效的可再生能源日益受到人们的重视。本文从微生物制氢的条件与代谢调控方面探讨了生物制氢的最新进展。目前常用产氢细菌进行了总结,分析了细菌的培养方式和工艺方法,探讨了影响生物制氢的各种因素(pH,温度,基质,离子浓度,反应器等)。在此基础之上,阐述了分子生物学技术在生物制氢中的应用及系统代谢调控。最后,对生物制氢今后的主要研究方向及前景进行了展望。  相似文献   

9.
微藻光合作用制氢——能源危机的最终出路?   总被引:11,自引:0,他引:11  
微藻光合作用制氢是解决能源短缺问题的有效途径.本文介绍了微藻光合作用制氢的机理,包括蓝藻固氮酶和可逆氢酶产氢以及绿藻可逆氢酶产氢的机理.在分析光合制氢限制因素的基础上,指出筛选和构建高效放氢藻株是制氢的有效途径.然后介绍了“直接生物光解”、固氮酶放氢和“间接生物光解”等制氢方式.利用绿藻“间接生物光解”水制氢是一种最有发展潜力的制氢方式.本文最后展望了微藻光合制氢的前景.  相似文献   

10.
国外动态     
美国开发出新型有机物制氢催化剂开发出低成本的制氢工艺是氢能源普及的关键一环 ,科研人员对于如何利用植物等生物材料制氢一直颇为关注。美国科学家研制出一种含有镍、铝和锡成分的催化剂 ,在将造纸厂、食品和谷物加工厂的有机废物中所含葡萄糖等转化为氢的过程中 ,新型催化剂能降低制氢的成本。美国威斯康星大学的一个研究小组对 30 0多种合金催化剂进行筛选后发现 ,由镍、铝和锡按一定比例构成的一种新型催化剂 ,不仅制氢效率与目前使用的铂催化剂相当 ,而且成本大大降低。新型催化剂能够在 2 2 5℃这一相对较低的温度下工作 ,其工作时…  相似文献   

11.
厌氧发酵法生物制氢的研究现状和发展前景   总被引:5,自引:0,他引:5  
氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。本文主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。  相似文献   

12.
微生物与能源的可持续开发   总被引:1,自引:0,他引:1  
张薇  李鱼  黄国和 《微生物学通报》2008,35(9):1472-1478
微生物技术在新能源开发领域中有广阔的应用潜力,对能源的可持续发展具有重要的理论和现实意义.简要叙述了生物柴油、燃料酒精、生物制沼气、生物制氢和微生物电池等新能源的原理、优缺点和开发现状,概述了微生物资源在能源领域的应用,指出发掘新的微生物资源或构建工程菌株、明确微生物作用机理、开发新工艺将会是今后研究的重点.  相似文献   

13.
With its high energy content and clean combustion, hydrogen is recognized as a renewable clean energy source with enormous potential. Biological hydrogen production is a promising alternative with significant advantages over conventional petroleum‐derived chemical processes. Sustainable hydrogen production from renewable resources such as cassava, wastewater, and other agricultural waste is economically feasible for industrial applications. So far, the major bottlenecks in large‐scale biological hydrogen production are the low production rate and yield. This review discusses the various factors that affect the metabolic pathways of dark hydrogen production, and highlights the state‐of‐the‐art development of mixed culture technology. The aim of this review is to provide suggestions for the future directions of mixed culture technology, as well as by‐product valorization in dark fermentation.  相似文献   

14.
绿藻高效制氢影响因素的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
绿藻作为生物能源的研究和开发具有诱人的发展前景。本文概述了绿藻制氢和产氢途径的研究进展,重点介绍了绿藻高效制氢的影响因素--绿藻[Fe]-氢化酶的研究和绿藻制氢的重要控制参数,同时,对绿藻制氢作为生物能源的开发应用前景进行了展望。  相似文献   

15.
As an energy carrier, hydrogen gas is a promising substitute to carbonaceous fuels owing to its superb conversion efficiency, non-polluting nature, and high energy content. At present, hydrogen is predominately synthesized via chemical reformation of fossil fuels. While various biological methods have been extensively explored, none of them is justified as economically feasible. A sustainable platform for biological production of hydrogen will certainly impact the biofuel market. Among a selection of biological systems, algae and cyanobacteria have garnered major interests as potential cell factories for hydrogen production. In conjunction with photosynthesis, these organisms utilize inexpensive inorganic substrates and solar energy for simultaneous biosynthesis and hydrogen evolution. However, the hydrogen yield associated with these organisms remains far too low to compete with the existing chemical systems. This article reviews recent advances of biochemical, bioprocess, and genetic engineering strategies in circumventing technological limitations to hopefully improve the applicative potential of these photosynthetic hydrogen production systems.  相似文献   

16.
Hydrogen metabolism and energy costs of nitrogen fixation   总被引:1,自引:0,他引:1  
Abstract The high energy costs of biological nitrogen fixation are partly caused by hydrogen production during the reduction of dinitrogen to ammonia. Some nitrogen-fixing organisms can recycle the evolved hydrogen via a membrane-bound uptake hydrogenase. The energetic aspects of hydrogen metabolism and nitrogen fixation are discussed.
Studies on both isolated nitrogenase proteins and nitrogen-fixing chemostat cultures show that energy limitation will result in a high hydrogen production by nitrogenase. In plant- Rhizobium symbiosis, the supply of oxygen or photosynthetate is the limiting factor for nitrogen fixation. In both cases, nitrogen fixation is energy-limited, and it is concluded that a large amount of hydrogen is produced during nitrogen fixation in these symbioses.
Hydrogen reoxidation yields less energy than the oxidation of endogenous substrates, and therefore expression of hydrogenase under oxygen-limited conditions is energetically unfavourable. Moreover, hydrogen reoxidation can never completely regain the energy invested during hydrogen production. The controversial reports of the effect of hydrogen reoxidation on the efficiency of nitrogen fixation are being discussed.
The determination of the energy costs of nitrogen fixation (expressed as the amount of ATP needed to fix 1 mol of N2) using chemostat cultures is described. Calculations show that the nitrogenase-catalysed hydrogen production has more influence on the efficiency of nitrogen fixation than the absence or presence of a hydrogen uptake system.  相似文献   

17.
Fermentative biohydrogen production systems integration   总被引:2,自引:0,他引:2  
Acidogenic fermentation can be used to produce hydrogen from a range of biomass sources. The effluent from this process can be utilised in a number of biological processes enabling further recovery of energy from the biomass. In this review a number of candidate technologies are assessed including conventional methanogenic anaerobic digestion, dark fermentative hydrogen production, photo-fermentation, and bioelectrochemical systems. The principles, benefits and challenges associated with integrating these technologies are discussed, with particular emphasis on integration with fermentative hydrogen production, and the current state of integrative development is presented. The various system configurations for potential integrations presented here may simultaneously permit an increase in the conversion efficiency of biomass to energy, improved adaptability to varying operating conditions, and improved stability. Such integration, while increasing system complexity, may mean that these bioprocesses could be deployed in a wider range of scenarios and be used with a greater range of substrates.  相似文献   

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