生物制氢

摘要： 通过文献计量学分析表明暗发酵制氢是目前研究最热门的生物制氢方法,Fe、Ni、Co、Ag等金属纳米颗粒作为该领域研究热点可改善暗发酵制氢存在底物转化率与产氢效率均有待提高的难题。介绍了金属纳米颗粒的特点、生物相容性及其与酶、微生物细胞的作用机理,进一步从促进木质纤维素水解影响产氢、对水解酶的固定化影响产氢、提高氢化酶活性影响产氢、调控发酵微生物细胞代谢和促进细胞电子传递影响产氢、改善微生物群落结构影响多菌群协同产氢等几个方面对典型金属纳米颗粒辅助木质纤维素暗发酵产氢的研究现状进行综述,并对金属纳米颗粒应用于暗发酵产氢存在的难点及前景方向进行了展望。

摘要： 利用间歇实验对产氢菌XY-18和产氢菌XY-72进行了产氢性能相关实验,比较了两者的产气量、产氢量、细胞干重、pH值和葡萄糖利用率等指标.研究结果表明:在温度为20°C的条件下,产氢菌XY-18累计产气量为4333 mL∙L^(-1),累计产氢量为3946 mL∙L^(-1),细胞干重为1.53 g∙L^(-1),最佳产氢pH值范围为4.5~4.9,葡萄糖利用率为96%.结合对产氢量、细胞干重量和pH值等参数的综合分析发现,产氢菌XY-18是一株能够在低温条件下具有较好产氢能力的厌氧产氢菌.

摘要： 以牛粪堆肥为天然菌源、葡萄糖为发酵底物,考查微波辐射预处理菌源对生物暗发酵制氢的影响,并采用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析微波辐射预处理前后菌源中细菌和古生菌的群落结构变化,揭示预处理引起的菌源微生物群落结构变化对暗发酵制氢的影响机制。结果表明,与对照组相比,微波辐射预处理后菌源的累积产H_(2)量和丁酸含量分别提高了27.9%和24.1%,菌源中微生物多样性下降,主要产氢微生物芽孢杆菌的相对丰度增加,产甲烷耗氢菌的相对丰度减小;产氢微生物的富集及耗氢菌活性的抑制可有效提高暗发酵制氢系统的产H_(2)量。

摘要： 热袍菌门广泛分布于高温油藏和热泉中,是从自然界中发现的第一类生长温度超过古菌的嗜热细菌,具有独特的代谢机制和嗜热功能酶,在揭示生命进化、生物制氢和工业酶制剂开发等方面具有重要的价值。总结了热袍菌门的系统分类地位、环境适应机制以及代谢特征,并对其未来研究提出展望。

摘要： 该研究从牡丹江江滨公园的河道底泥样中筛选获得1株丁酸型发酵产氢细菌的新菌株Clostridium butyricum WN9,并分别以葡萄糖和小米内、外壳谷糠为底物进行发酵产氢实验.实验结果表明:以葡萄糖为底物时,最大比产氢率为1.89 mol/mol;以小米内、外壳谷糠为底物时,内壳谷糠更易被利用,最适宜的内、外壳谷糠浓度分别为50,30 g/L,最大比产氢率分别为20.1,12.7 mL/g;低初始pH值条件(pH<6.0)有利于提高谷糠转化效率,当内、外壳谷糠浓度均为50 g/L,初始pH值为6.0时,最大比产氢率分别提高至21.5,15.5 mL/g.

摘要： 氢能被认为是最具潜力的清洁能源,生物制氢在新能源的研究与开发中具有广阔的前景.大肠杆菌具有环境适应能力较强、生长繁殖快、底物利用率高等特点,成为研究生物制氢的热点.因此,本文综述了大肠杆菌产氢的机理及研究进展,并对其进一步发展进行了分析和展望.

摘要： 氢能被认为是最具潜力的清洁能源,生物制氢在新能源的研究与开发中具有广阔的前景。大肠杆菌具有环境适应能力较强、生长繁殖快、底物利用率高等特点,成为研究生物制氢的热点。因此,本文综述了大肠杆菌产氢的机理及研究进展,并对其进一步发展进行了分析和展望。

摘要： 综述了剩余污泥发酵制氢的底物预处理方法,主要包括物理法(热水解法、微波法、超声波法、冻融法);化学法(酸碱预处理、臭氧氧化法);生物法(生物强化技术、生物酶法),分析比较了不同预处理方法的剩余污泥发酵制氢体系的氢气含量及产率,污泥处理后溶解性化学需氧量、挥发性脂肪酸含量的变化和工程应用的优缺点,并指出目前研究存在的一些不足和对未来应用前景的展望,以期为剩余污泥发酵制氢预处理方法的研究与应用提供依据.

摘要： 以污泥与垃圾焚烧厂渗滤液为原料,通过小瓶批式试验,考察了垃圾渗滤液的添加量以及渗滤液初始pH对联合厌氧消化产氢的影响.结果 表明:未添加污泥的渗滤液本身也可以在厌氧发酵过程中产氢.而污泥与垃圾渗滤液联合厌氧发酵,当渗滤液初始pH为5.20时,添加90％的渗滤液体系产氢量最大,为201.58 mL,最大产氢速率也最高,为9.56 mL/h;当初始渗滤液pH为4.47时,最大产氢量出现在渗滤液添加剂量为60％的样品,为57.73 mL,随后减小,但最大产氢速率在添加40％的渗滤液达到峰值,为5.11 mL/h.

摘要： 综述了常用的细胞固定化方法以及国内外细胞固定化技术在生物制氢中的研究进展,分析和评价了各种固定化技术的优缺点,并对固定化生物制氢今后的发展方向进行了展望。

摘要： 为了高效利用产氢发酵余液,提高生物质能源利用效率,本实验对以三球悬铃木落叶为原料的光合生物制氢和暗发酵生物制氢的末端液相里的挥发性小分子酸和醇类等有机物含量进行分析,结果显示光发酵和暗发酵产氢余液里乙酸含量分别为624mg/L与2966mg/L、丁酸为422mg/L余1624mg/L、丙酸为558mg/L与1365mg/L、乙醇为866mg/L与1352mg/L,为了使这些有机物以能量的形式转化出来,以便提高生物质能量转化效率,本文将产氢余液提供给产甲烷菌进行产甲烷发酵,使产氢余液里的挥发性脂肪酸继续代谢生成甲烷;结果显示利用光合生物制氢余液产甲烷发酵使落叶能源转化效率提高了12.16％,利用暗发酵产氢余液产甲烷发酵使落叶能源转化效率提高了16.75％:结果表明本实验建立的发酵模式能实现产氢余液高效利用,同时也显著提高厌氧生物处理的能源转换效率.

摘要： 微生物电解池(MEC)是一种具有广泛应用前景的新型污水处理与生物制氢技术.根据微生物电解池(MEC)需要放大化研究的总体趋势,本实验构建了总体积为3L的挡板式微生物电解池.以乙酸钠为底物,MFC预富集过的碳刷和辊压有活性炭催化剂的不锈钢网为阳、阴极材料,在间歇—连续流的运行模式下,探讨挡板式MEC的产氢效能.实验结果表明,静态条件下挡板式MEC可获得58.6A/m3的最大电流密度及228.75ml的氢气产量;在连续流条件下,可获得50A/m3左右的电流密度,70％左右的COD转化率及304ml的日平均氢气产量.最后,通过能量回收性能分析,挡板式MEC可实现40％的氢能回收率及97.41％左右的总能量回收率.

摘要： 生物制氢尤其是光发酵法生物制氢具有实验条件温和、产氢效率高等优势,同时能将废物处理、太阳能利用与清洁能源生产有机耦合,被认为是潜在的化石能源替代能源.连续流光发酵法生物制氢反应器内菌种流失严重,生物持有量低,因此增加细菌的絮凝特性可以克服这一障碍.本项目发现了L-半胱氨酸可以致使Rhodopseudomonas faecalis RLD-53有效絮凝并促进产氢,从影响光发酵细菌的环境因子与营养因子入手,重点考察了关键因素(C源种类,N源种类,C源浓度,C/N比,离子浓度及搅拌速率)同光发酵细菌絮凝和产氢性能之间的响应规律.同时通过对细菌表面Zeta电位及胞外聚合物的研究,阐明了产氢光发酵细菌的絮凝机制.

摘要： 在概述国内发展清洁能源现状的基础上，本文综述了四种比较常见的生物质能源——生物制氢、生物柴油、燃料酒精和厌氧发酵生物质能的研究和开发进展。列举了两大类产氢的微生物，给出了酶法产氢等五种生物制氢方法。分析了生物柴油相对于普通柴油的优良性能，指出酯交换法等六种生物柴油制备方法。比较了发展固体发酵和液体发酵制备燃料酒精的优劣，提出了纤维素酶的改进方法。列出厌氧发酵的研究方向，最后分析了我国未来生物质能的发展战略以及生物质能开发利用的广阔前景。

摘要： 本文以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量.以累积产氢量以及产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.实验结果表明:在以反应液体积为200mL、底物为5g小麦秸秆,酶负荷为150mg/g秸秆、初始pH值为6.5、温度为35°C的条件下,接种量为30％时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42mL·(h·L)-1.该实验研究为秸秆类生物质厌氧暗发酵同步糖化发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考.

摘要： 本文以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量.以累积产氢量以及产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.实验结果表明:在以反应液体积为200mL、底物为5g小麦秸秆,酶负荷为150mg/g秸秆、初始pH值为6.5、温度为35°C的条件下,接种量为30％时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42mL·(h·L)-1.该实验研究为秸秆类生物质厌氧暗发酵同步糖化发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考.

摘要： 本文以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量.以累积产氢量以及产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.实验结果表明:在以反应液体积为200mL、底物为5g小麦秸秆,酶负荷为150mg/g秸秆、初始pH值为6.5、温度为35°C的条件下,接种量为30％时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42mL·(h·L)-1.该实验研究为秸秆类生物质厌氧暗发酵同步糖化发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考.

摘要： 本文以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量.以累积产氢量以及产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.实验结果表明:在以反应液体积为200mL、底物为5g小麦秸秆,酶负荷为150mg/g秸秆、初始pH值为6.5、温度为35°C的条件下,接种量为30％时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42mL·(h·L)-1.该实验研究为秸秆类生物质厌氧暗发酵同步糖化发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考.

摘要： 本文以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量.以累积产氢量以及产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性.实验结果表明:在以反应液体积为200mL、底物为5g小麦秸秆,酶负荷为150mg/g秸秆、初始pH值为6.5、温度为35°C的条件下,接种量为30％时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42mL·(h·L)-1.该实验研究为秸秆类生物质厌氧暗发酵同步糖化发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考.

摘要： 本发明公开一种生物质制氢系统与制氢方法，将生物质原料混合氮气在450‑550°C的温度下进行炭化制备出生物质炭；在850°C条件下，加入碱性溶液蒸汽和氮气对所述生物质炭进行活化，制备出生物质炭催化剂；通入水蒸汽和CO2气体的条件下，在700‑800°C对所述生物质炭进行活化，生成用于吸附的生物质炭吸附剂；将生物质原料、蒸汽、氮气和氧气在800°C进行气化，生成气体和气态焦油，在1000°C下，用所述生物质炭催化剂对所述气体和气态焦油进行重整，对重整后生成的气体采用所述生物质炭吸附剂进行变压吸附后得到高纯度氢气；可以有效提高生物质气化的H2和CO产量；生物质炭催化剂对焦油进行重整相比其他催化剂可以提高氢气产量，气化气体中氢气含量可以达到80％‑90％。

摘要： 本发明公开了一种用于生物质炭制氢装置的加热炉装置和生物质炭制氢装置，加热炉装置包括：加热炉本体、管式反应器、燃烧器，加热炉本体沿竖向布置且加热炉本体内限定加热炉室；管式反应器包括：管体，管体包括位于管体上段的无孔段和位于管体下段的反应段，反应段设有多个适于与过热蒸汽管连通的第三贯通孔；气体收集管，气体收集管设于管体内且气体收集管的轴线与管体的轴线平行或重合，气体收集管的外壁与管体的内壁之间形成生物质炭通道，气体收集管上设有多个第四贯通孔且气体收集管至少部分位于反应段内，气体收集管至少一端伸出管体；其中，气体收集管内的压力小于气体收集管外的压力。根据本发明的加热炉装置的结构简单、节能环保。

摘要： 本发明公开一种生物质制氢系统与制氢方法，将生物质原料混合氮气在450‑550°C的温度下进行炭化制备出生物质炭；在850°C条件下，加入碱性溶液蒸汽和氮气对所述生物质炭进行活化，制备出生物质炭催化剂；通入水蒸汽和CO2气体的条件下，在700‑800°C对所述生物质炭进行活化，生成用于吸附的生物质炭吸附剂；将生物质原料、蒸汽、氮气和氧气在800°C进行气化，生成气体和气态焦油，在1000°C下，用所述生物质炭催化剂对所述气体和气态焦油进行重整，对重整后生成的气体采用所述生物质炭吸附剂进行变压吸附后得到高纯度氢气；可以有效提高生物质气化的H2和CO产量；生物质炭催化剂对焦油进行重整相比其他催化剂可以提高氢气产量，气化气体中氢气含量可以达到80％‑90％。

摘要： 本发明提供一种生物乙醇重整制氢的装置系统及重整制氢的方法，所述装置系统包括原料供给单元、换热单元、乙醇催化重整单元、氢气分离单元、尾气燃烧单元、散热单元和监测控制单元；所述原料供给单元中的原料依次流经换热单元、乙醇催化重整单元和氢气分离单元；所述氢气分离单元中的尾气依次流经尾气燃烧单元和换热单元；所述氢气分离单元中的氢气依次流经换热单元和散热单元；所述监测控制单元用于实时监测并控制装置系统中各个单元的稳定运行。本发明提供的装置系统用于生物乙醇重整制氢，为加氢站、冶炼、食品加工等大规模工业用氢场所供应安全、环保、经济的氢源，同时提升了装置的能量效率，保证了尾气达标排放。

摘要： 本发明提供一种中小型生物乙醇重整制氢的装置系统及重整制氢的方法，所述装置系统包括原料供给单元、换热单元、乙醇催化重整单元、氢气分离单元、尾气催化氧化单元、氢气纯化单元和监测控制单元；所述原料供给单元中的原料依次流经换热单元、乙醇催化重整单元和氢气分离单元；所述氢气分离单元中的氢气依次流经换热单元和氢气纯化单元；所述氢气分离单元中的尾气依次流经尾气催化氧化单元和换热单元；所述监测控制单元用于实时监测并控制装置系统中各个单元的稳定运行。本发明提供的装置系统适用于燃料电池，为新能源汽车、分布式电站、应急电源和国防军工等领域供应了安全、环保、经济的氢源，同时提升了装置的能量效率，保证了尾气达标排放。

摘要： 本发明提供一种车载生物乙醇重整制氢的装置系统及重整制氢的方法，所述装置系统包括依次连接的原料供给单元、尾气催化氧化耦合换热单元、乙醇催化重整耦合氢气分离单元、散热单元和监测控制单元；所述尾气催化氧化耦合换热单元将乙醇催化重整耦合氢气分离单元中的尾气进行催化氧化，并将所得反应热用于汽化预热原料；所述监测控制单元用于实时监测并控制装置系统中各个单元的稳定运行。本发明提供的装置系统特别适用于车载燃料电池，为新能源汽车供应了安全、环保、经济的氢源，同时提升了装置的能量效率，保证了尾气达标排放。

摘要： 工业化生物制氢菌种连续流培养及生物制氢系统强化方法，它涉及一种氢气的制备方法。本发明的目的是为解决现有的制氢方法还比较原始，制氢的生产规模较小，还不能工业化大批量生产氢气的问题。本发明向菌种发酵罐连续补料，以便保证产氢菌种的连续生产；利用补料泵将营养液以连续流方式从补料罐中泵入到发酵罐中，以保证菌种培养基质的连续供给，营养液补加速率为0.5d-1；发酵罐中连续培养的菌种通过计量泵以连续流方式投加到运行的发酵生物制氢反应设备中，投加量与菌种发酵罐的营养液补加速率相同。本发明的有益效果是：采用了菌种的连续流培养、连续投加的生物强化方法，可持续提高产氢能力，改善发酵菌群结构，适用于生物制氢工业化生产。

摘要： 本发明公开了一种连续废水处理生物制氢的方法及其专用生物制氢发酵液。本发明所提供的生物制氢发酵液是按照以下方法制备的：1)将粮食与水混合，然后在15－37°C水解厌氧发酵1－3个月，得到生物制氢培养液；2)将废水流加到1)中所述生物制氢培养液中，进行厌氧发酵，得到生物制氢发酵液。用本发明的生物制氢发酵液进行生物制氢的方法，产氢效率高，连续稳定，克服了现有技术中利用厌氧活性污泥产氢效率低的问题。本发明方法的制氢原料来源广泛，成本低廉，既可控制环境污染，变废为宝，又可产生新能源，且大大降低制氢成本，具有工业产氢的实用性。

摘要： 工业化生物制氢菌种连续流培养及生物制氢系统强化方法，它涉及一种氢气的制备方法。本发明的目的是为解决现有的制氢方法还比较原始，制氢的生产规模较小，还不能工业化大批量生产氢气的问题。本发明向菌种发酵罐连续补料，以便保证产氢菌种的连续生产；利用补料泵将营养液以连续流方式从补料罐中泵入到发酵罐中，以保证菌种培养基质的连续供给，营养液补加速率为0.5d－1；发酵罐中连续培养的菌种通过计量泵以连续流方式投加到运行的发酵生物制氢反应设备中，投加量与菌种发酵罐的营养液补加速率相同。本发明的有益效果是：采用了菌种的连续流培养、连续投加的生物强化方法，可持续提高产氢能力，改善发酵菌群结构，适用于生物制氢工业化生产。

摘要： 本发明属于光发酵生物制氢技术领域，具体涉及一种折流板式加磁光生物制氢反应器及光发酵制氢工艺。所述折流板式加磁光生物制氢反应器包括反应器本体、顶盖和底板；反应器本体的左侧壁设有进料管，反应器本体的右侧壁设有出料管；反应器本体顶端和底端均开口，且顶盖与反应器本体顶端可拆卸连接，底板与反应器本体底端可拆卸连接。本发明还提供了利用所述折流板式加磁光生物制氢反应器进行的光发酵制氢工艺。本发明通过对光发酵产氢的生物反应器进行改进，增大反应器的采光面积，并利用磁生物效应提高微生物光发酵产氢过程中的代谢程度，最大限度地提高制氢效率，显著提高光发酵生物制氢过程中的产氢效率。