生物制氢研究进展_产氢机理与研究动态.doc

化工进展2006年第25卷第9期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS生物制氢研究进展(Ⅰ)产氢机理与研究动态柯水洲马晶伟（湖南大学土木工程学院水科学与工程系湖南长沙410082）·1001·摘要：阐述了7类生物制氢系统的产氢机理、影响因素以及提高产氢率和产氢量的方法介绍了国外最新的研究进展。光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术是研究的热点而厌氧发酵由于产氢效率较高而成为最具潜力的生物制氢技术之一。光合–发酵杂交技术不仅减少了所需光能而且增加了氢气产量同时也彻底降解了有机物使该技术成为生物制氢技术的发展方向。关键词：生物制氢；光发酵；厌氧发酵中图分类号：Q939.9；TK91文献标识码：A文章编号：1000–6613（2006）09–1001–06Progressofbiologicalhydrogenproduction(Ⅰ)MechanismanddevelopmentKEShuizhouMAJingwei(DepartmentofWaterEngineeringandScienceSchoolofCivilEngineeringHunanUniversityChangsha410082HunanChina)Abstract：Thispaperpresentsseventypesofbiologicalhydrogenproductionsystemsandthemechanismaffectingfactorsmethodsofenhancementofhydrogenproductionaswellasresearchprogress.Therecentstudiesarefocusedonphotofermentationandanaerobicfermentationtechnology.Anaerobicfermentationsystemshavethegreatpotentialtobedevelopedaspracticalbiologicalhydrogensystemsduetoitshighhydrogenyield.Ahybridsystemusingphotosynthesisandfermentativebacteriacanenhancethehydrogenproductionandreducetheneedforlight.Theprocesswillbethefuturedirectionofbiologicalhydrogenproduction.Keywords：biologicalhydrogenproduction；photofermentation；anaerobicfermentation目前全世界所需要的80%的能源都来自于化石燃料但其储量有限且趋于枯竭。化石燃料燃烧时生成COx、SOx、NOx、CxHx、烟雾、灰尘、焦油和其他有机化合物造成了严重的环境污染并使全球气候发生变化[1]。为了缓解能源危机和环境问题氢气将是最佳的替代能源。氢是一种清洁的新型能源不含碳、硫及其他的有害杂质和氧燃烧时只生成水不会产生COx、SOx和致癌物质大大地减轻了对环境的污染保护了自然界的生态平衡。氢除了具有化石燃料的各种优点外还有它独特的优点即：可储存性、可运输性好；不仅是所有已知能源中能量密度最大的燃料（122kJ·g–1）还可作为其他初级能源（如核能、太阳能）的中间载能体使用；转换灵活使用方便清洁卫生[2]。氢能是一种可再生的永久性清洁能源符合人类长远发展的需要。因此从20世纪70年代起世界各国就对氢能的开发研究十分重视。用氢制成燃料电池可直接发电也可采用燃料电池和氢气–蒸汽联合循环发电其能量转换效率大大高于现有的火力发电。除了作为能源氢气还有着其他广泛的用途如用于氢化工艺中生产低分子量饱和化合物生产氨、盐酸和甲醇提炼金属矿作为防腐防氧化的除氧剂、火箭发动机的燃料、发电机的制收稿日期2006–02–27；修改稿日期2006–04–03。第一作者简介柯水洲(1964—)男博士教授主要从事研究水处理工程。E–[e-mail]。·1002·化工进展2006年第25卷冷剂等液氢还可用于低温及超导工业。氢气可以通