绿藻光合生物制氢技术进展

氢能作为可再生、环境友好的能源,已成为营造可持续发展的经济节约型社会的理想能源。绿藻因能利用光能分解水产氢,被称为最有应用前景的方法之一。本文将综述绿藻光合产氢的原理,介绍该生物制氢技术的研究现状和最新进展,并对其发展趋势做以展望。     

厌氧发酵法生物制氢的研究现状和发展前景

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。     

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。     

光合菌生物制氢技术

简要分析了光合细菌产氢的主要影响因素,介绍了国内外光合细菌生物制氢技术的研究和应用现状,并对光合制氢技术的发展趋势和应用前景进行了评述。     

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。     

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。     

21世纪生物制氢技术的研究进展

【中油网2006年11月28日讯：首届全球替代能源氢能大会2000年9月11日至15日在德国慕尼黑举行．与会代表们强烈呼吁各国政府和公民从现在开始真正认识到替代能源的重要性和紧迫性,使氨成为21世纪的新能源之随着全球对石油需求量的日益增加。全球石油储量不断减少。最新研究表明：如果按目前全球的消费趋势．地球上可采集的石油资源最多能使用到21世纪末。】     

衣藻生物制氢的研究进展

综述了利用衣藻生产氢气作为再生能源的研究进展。分别介绍了衣藻产氢的代谢机理、培养条件、衣藻氢化酶的特性以及利用分子生物学手段、生物信息学手段和生物工程技术提高衣藻生物制氢效率的方法,包括氢化酶的氧耐受性的改造、外源氢化酶基因的表达、影响衣藻产氢的关键基因的筛选、利用缺硫培养基和固定化培养方法提高氢气产量等。最后,还对利用衣藻生物制氢的可行性和经济性进行了分析,对其发展方向提出自己的看法。     

玉米芯发酵法生物制氢

在批式培养试验中, 以牛粪堆肥为天然产氢菌源, 玉米芯为底物, 通过厌氧发酵生产氢气。系统考察了底物预处理条件、初始pH值和底物浓度对玉米芯产氢能力的影响。在初始pH 8.0, 1.0%盐酸预处理底物30 min, 底物浓度10 g/L的最佳产氢条件下, 玉米芯最大产氢能力〔每克TVS（总挥发性固体物）产氢量〕和最大产氢速率（每克TVS每小时产氢量）分别为107.9 mL /g、4.20 mL/g·h-1。玉米芯经酸预处理后半纤维素含量由42.2%下降至3.0%, 而酸预处理的玉米芯产氢前后纤维素、半纤维素和木质素含量只有少量变化。产氢菌主要用酸预处理产生的可溶性糖产氢, 故底物的酸预处理对玉米芯的发酵产氢非常重要。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示酸预处理和产氢过程中玉米芯的特征峰发生变化, 酸预处理过程降解了底物纤维素的无定形区和半纤维素, 产氢微生物对纤维素的结晶区有破坏作用。     

玉米芯发酵法生物制氢

在批式培养试验中, 以牛粪堆肥为天然产氢菌源, 玉米芯为底物, 通过厌氧发酵生产氢气。系统考察了底物预处理条件、初始pH值和底物浓度对玉米芯产氢能力的影响。在初始pH 8.0, 1.0%盐酸预处理底物30 min, 底物浓度10 g/L的最佳产氢条件下, 玉米芯最大产氢能力〔每克TVS（总挥发性固体物）产氢量〕和最大产氢速率（每克TVS每小时产氢量）分别为107.9 mL /g、4.20 mL/g·h-1。玉米芯经酸预处理后半纤维素含量由42.2%下降至3.0%, 而酸预处理的玉米芯产氢前后纤维素、半纤维素和木质素含量只有少量变化。产氢菌主要用酸预处理产生的可溶性糖产氢, 故底物的酸预处理对玉米芯的发酵产氢非常重要。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示酸预处理和产氢过程中玉米芯的特征峰发生变化, 酸预处理过程降解了底物纤维素的无定形区和半纤维素, 产氢微生物对纤维素的结晶区有破坏作用。     

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。     

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。     

DGGE技术监测生物制氢反应器微生物群落结构和演替

为了研究生物制氢反应器微生物群落结构, 揭示混合菌群的生态学效能. 从连续流生物制氢反应器CSTR运行不同时期取活性污泥, 利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了产氢混合菌群的多样性和动态变化. 研究表明, 反应器从启动到乙醇型发酵稳定的运行, 经历了明显的微生物群落结构演替过程, 28天后反应器微生物群落结构基本恒定, 形成顶级群落. 16S rDNA 序列同源性分析表明, 优势种群为低G + C含量革兰氏阳性细菌分支的Clostridium sp.和Ethanologenbacterium sp., b变形菌亚纲的Acidovorax sp., g变形菌亚纲的Kluyvera sp.和一些未被培养的拟杆菌群的细菌和螺旋体. 21天后产氢细菌Ethanologenbacterium sp., Clostridium sp. (Clostridiaceae bacterium 80 Kb)和一些未被培养的螺旋体群细菌的数量明显增加, 形成乙醇型发酵群落, 产氢量大幅度提高. 群落经过演替微生物多样性增强后降低, 在群落演替过程中一直存在的Clostridium sp., sp., Kluyvera sp.和未被培养的拟杆菌群等是构成群落结构的基本种群, 混合菌群之间存在着共代谢作用, 共同决定产氢效能.     

工业生物催化技术

以蛋白质酶的工程应用为核心的工业生物催化技术,被认为是生物技术继生物医药和转基因植物之后的第三次浪潮。它的发展与应用将对人类的工业化学过程带来根本的变革。工业生物催化的兴起与以下的两个关键技术因素有密切的关系：(1)蛋白质定向进化技术的出现,(2)基因组学和蛋白质组学的发展。探讨了工业生物催化技术的现状和发展趋势,并对我国如何发展该领域的基础和应用研究提出一些见解。     

工业生物过程智能控制原理和方法进展

工业生物过程是一个复杂的系统过程,对活体细胞代谢过程的认识是实现高效工业生物制造的基础。文中首先综述了工业发酵过程多尺度优化控制原理和实践,包括多尺度理论与装备、细胞宏观代谢在线检测传感技术以及生理代谢参数相关分析。在此基础上,对工业生物过程智能控制——感知细胞内生理代谢特性新型传感技术、大数据库建立和数据深度计算以及生物过程智能决策进行了综述和展望。     

生物净化废气技术的进展

生物技术以其能在常温常压下将污染物降解为无毒无害的简单物质、无二次污染、运行费用低等优点,目前已应用于许多废气处理,并已经形成了一套关于可生化气体的净化原理和工业应用经验的重要体系。文中介绍了生物技术处理污水处理厂、养殖场排放的恶臭气体、工厂排放的硫化物的发展,并分析了解决生物膜堵塞的途径,以及分子生物学在废气生物处理中的应用研究,提出生物净化废气技术的发展方向,期待该技术在国内能得到更广泛的应用。     

生物净化废气技术的进展

生物技术以其能在常温常压下将污染物降解为无毒无害的简单物质、无二次污染、运行费用低等优点,目前已应用于许多废气处理,并已经形成了一套关于可生化气体的净化原理和工业应用经验的重要体系。文中介绍了生物技术处理污水处理厂、养殖场排放的恶臭气体、工厂排放的硫化物的发展,并分析了解决生物膜堵塞的途径,以及分子生物学在废气生物处理中的应用研究,提出生物净化废气技术的发展方向,期待该技术在国内能得到更广泛的应用。     

超临界水处理生物质制氢技术

简要论述了工业制氢的常用方法及各自的优缺点。基于目前国际上的最新研究动向,重点就超临界水催化汽化生物质制氢技术的研究现状进行了归纳和综述。认为超临界水催化生物质制氢技术具有环境友好、资源可再生以及效率高等技术优势,具有良好开发前景,应该予以重视。重点讨论了目前研究工作所取得的成果、面临的主要技术问题和可能的解决途径,指出了未来的重点研究方向。     

生物制氢——能源、资源、环境与经济可持续发展策略

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。