生物制氢技术的研究进展

氢是一种理想的清洁能源 ,生物制氢在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。目前采用的生物制氢技术成本较高 ,使用价格低廉、来源丰富的原料是降低其成本的一条重要途径 ,利用生物质 ,尤其是纤维素类物质制氢是新的发展方向。综述了与微生物制氢有关的酶的作用机制 ,相关菌类的产氢机理及研究进展。     

“氢能的规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究”项目通过验收

日前，973计划“氢能的规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究”项目通过了科技部组织的专家验收。项目取得的主要进展有：研制成功具有自主知识产权的有机燃料氧化重整制氢催化剂，设计制作了集预热、汽化、水汽重整反应、催化燃烧及余热回收于一体的微催化重整反应器系统，并实现了微化工系统制氢试验，成功地与燃料电池组联机实验，为车载燃料电池发动机系统研究提供依据；在微生物制氢方面，发现新的制氢菌种并被录入国际基因库；合成了常温下活化及吸放氢的5个系列新型储氢合金，并优选了其中部分合金用于“氢浆”储氢体系，还合成了Mg3 TiNi2、Mg3AlNi2等多个新组成的储氢金属化合物；制备了多种电催化剂，开发出具有自主知识产权的非氟质子交换膜材料，连续运行超过1000h；提出了燃料电池组增湿新方法，研究了电池组的均匀性和失效机理，完成了单电池结构优化方法和程序设计软件，为车用燃料电池发动机研究提供依据。     

固定化技术在促进光合细菌产氢中的应用

氢气是一种新型的清洁高效能源,制氢技术的创新是目前研究的热点。将新型的技术及材料应用到生物制氢工艺中,从而促进生物制氢技术的产氢效率和工程应用是研究的重点之一。该文阐述了光合细菌在固定化生长条件下发酵产氢的最新研究进展,从固定化技术的原理、固定化方法的应用进展及影响因素几个方面进行了综述,详细阐述了包括包埋、悬浮载体附着生长及固定生物膜法等几种固定化方法对光发酵产氢的作用,介绍了国内外用于固定化的新型材料,并对今后的研究重点及方向进行了展望。     

微藻光合作用制氢——能源危机的最终出路?

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.     

绿藻高效制氢影响因素的研究

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。     

生物制氢及其与以海水为介质的高盐有机废水处理的耦合研究

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。     

暗发酵-光发酵两阶段联合生物制氢技术研究进展

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。     

联合生物制氢方法及发展趋势

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。     

微生物制氢工艺优化与生物反应的调控

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。     

生物制氢技术的研究现状与发展

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。     

美国科学家研究出新的生物燃料制氢催化剂

美国俄亥俄州州立大学的研究人员已经找到一种新的催化剂,可以高效地从乙醇及其他生物燃料中提取H2。这种催化剂成本约为9美元/kg,可以使得乙醇制H2达到90％的产量。     

微藻光生物水解制氢技术

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。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

固体废弃物处理与产氢技术

氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染。相比之下, 生物制氢有着极大的优势, 它主要是通过微生物发酵或者光合微生物的作用, 将有机废弃物进行分解从而获得氢气。利用废弃物制氢即可以低廉的获得氢能源同时又能资源化利用废弃物。以下对固体废弃物的类型、产氢的方法等进行了综述。     

微生物产氢研究的进展

氢能由于其清洁、高效、可再生的特点而成为一种最有吸引力的化石燃料的替代能源。与传统的热化学和电化学制氢技术相比,生物制氢具有低能耗、少污染等特点。本文主要对各种微生物的生物产氢方法作一综合概括,着重介绍光合紫色非硫细菌(PNS)产氢研究的最新进展。     

生物制氢的现状与发展趋势

氢能是一种理想的能源。生物制氢技术在氢能的研究和开发中占着非常重要的位置。该文介绍了生物制氢的方法和机理,综述了国内外生物制氢的现状和发展趋势并提出了作者的看法。     

栀子黄色素与金属离子效应的研究

本文报导了从栀子(Ga(?)denia Jasminoides Ellis)果实中提取的黄色素,与铁、铜、锡和铝等金属离子的效应。研究表明,栀子黄色素与铁、铜离子反应后,色素的共轭双键的发色基团破坏,栀子黄色素退色;与锡、铝离子反应后,生成黄色络合物,增加了吸光度,保持鲜艳黄色。因此,在提制和使用栀子黄色素时,应注意它们的不同效应。本试验是通过 FeCl_3、SnCl_2、AlCl_3和 CuSO_4四种试剂与栀子黄色的反应,探讨生产上经常遇到的铁、锡、铝和铜离子与栀子黄的效应,为提制栀子黄色素的设备选材、包装材料的选择;为栀子黄色素食品的加工、包装金属材料的选择提供科学依据。     

国际生物制氢相关研究的知识图谱分析

氢气是一种理想的洁净能源。生物制氢技术具有能耗低、环保等优势,是目前国内外研究的热点。从能源和环境角度考虑,发展生物制氢技术都具有重要的意义。通过ISI Web of Knowledge网络数据库检索2000~2008年8月期间生物制氢的相关研究,利用作者共引分析方法,并绘制了知识图谱。该图谱显示出此研究领域存在两大主流学术群体：群体1,其研究焦点为光解水制氢两大类,包括藻类光合制氢和蓝细菌等光合细胞制氢;群体2,其研究聚集在厌氧发酵制氢研究方面,又分为暗发酵制氢和光发酵制氢。其中厌氧发酵制氢的研究人员比较密集,说明这方面的研究是目前该领域的重点。     

镍对荚膜红假单胞菌氢酶和固氮酶活性的促进作用

本文报道了过渡金属镍离子对荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonas capsulata)菌株N3氢酶吸氢活性和固氮酶乙炔还原活性的促进作用,当培养基内的镍离子浓度为IμM时,生长菌体的氢酶具有最大的吸氢活性,但镍离子对固氮酶活性的最适浓度为5pjIfo镍离子加入到整体细胞或无细胞提取液中,对氢酶话性无促进作用。镍离子加入到整体细胞中,固氮酶活性也没有被促进。其它一些过渡金属离子,例如Co2+、Cu2+、Zn2+什对氢酶和固氮酶活性均无促进作用。无论有无镍离子存在,螯合试剂。O-phenanthroline 和EDTA 对生长菌体的氢酶和周氮酶的活性均有少量的抑制作用,基于以上试验结果,对Ni2+参与Rps. Capsulata 氢酶蛋白质合成以及有关作用机理进行了讨论。     

关于生物制氢

简述了生物制氢发展过程及现今取得的成果。经济发展和人类对能源需求造成了诸如环境污染、常规能源短缺等一系列问题。因此 ,作为一种新型、可再生能源 ,氢能研究已经受到了人们高度重视。与其它制氢方法相比 ,生物制氢有着突出的优点 ,尤其是藻类利用太阳能光解水制氢 ,使人们看到了解决能源问题的希望。