中国发酵法生物制氢技术研究进展

氧气是可以再生的、对环境没有污染的未来替代能源。从20世纪90年代开始了发酵法生物制氢工艺的研究。经过近13年,中国科学家已经建立了工艺流程、控制条件、细菌学、生态学的研究,完成了实验室小试、中试,即将进行示范工厂的开工。目前,正在开展工厂现场调试、菌种改良和分子生物学等多学科的研究。我国发酵法生物制氢技术继续领先于世界。目前,欧洲、美国和日本都已经把注意力转向发酵法生物制氢技术上来,围绕着技术研究的竞争将日趋激烈。     

生物燃料技术经济评估

可再生的生物质能源替代石油基运输燃料的路径众多,在众多的路径中有哪几条路径能够最终走向工业化?什么是最佳的工艺路线?如何才能达到较佳的经济效益?应该立足于国内外最新技术成就并充分结合我国国情条件,对于每条路径都给出具体的技术经济指标,分析路径自身的特色优势和障碍不足,对技术进步可能引起的突破性进展进行分析和预测。本文提出了4×4石油替代综合网络和4×4生物质替代综合网络,提出了生物质替代石油的技术指标和经济指标,介绍了生物燃料技术经济分析论证的方法。     

生物发酵制氢技术的最新研究进展

在综述国内外生物制氢技术研究进展的基础上,重点综述了生物制氢暗发酵、光发酵以及联合发酵3种技术体系的菌种选育特点以及工业应用的生物反应器研究现状,指出了目前国内外生物制氢领域各技术的发展趋势及研究方向。     

光合细菌生物制氢

阐述了固氮酶催化的光合放氢和氢酶催化的黑暗厌氧产氢机制,描述了光合细菌原初反应的微观反应动力学以及电子定向转移和质子转位耦联驱动的三磷酸腺苷合成机制与固氮产氢过程。讨论了影响光合放氢的主要因素,如光、氧气、菌株特性、氢供体和氮源等。介绍了固定化、混合培养和重复分批培养等实用化技术和遗传工程技术在光合细菌产氢研究中的应用现状,并就存在的问题进行了讨论。最后对光合制氢技术的发展趋势和应用前景进行了评述。     

甲醇制氢技术的经济特性

近年来，世界范围内出现了“能源危机”，这主要是世界能源的贮量构成和消费结构失调引起的。面对“能源危机”的现实，开发替代能源已成为必然趋势，甲醇及其由甲醇制氢就是替代能源之一。世界各国能源结构也处于战略转移的过程中，甲醇制氢技术将会受到人们的重视。     

生物反应器在生物医药产业中的研究进展

随着全球生物医药产业的高速发展,生物反应器在生物医药的全生命周期中起到了越来越重要的作用。本文论述了生物医药中生物反应器的工作体积、材质和原理,为促进生物反应器的研究与开发提供一定的参考。     

强化植物秸秆糖化技术与糖化液的生物制氢的实验研究

利用植物秸秆糖化技术产氧,通过引入生物制氢系统,为产氢微生物寻找到合适的底物.采用植物秸秆精化技术,根据不同温度、不同时间条件下酸的降解效果,用糖量计测得相对应的糖含量.实验表明,用乙酸降解植物秸秆,其最佳降解温度为40℃;用盐酸降解植物秸秆,其最佳降解温度为20℃;用乙酸和盐酸降解植物秸秆的最佳降解时间均为1 h;用乙酸等弱酸降解所得到的糖化液比用盐酸等强酸降解所得到的糖化液的产氢量要少.     

有机废水处理生物制氢技术研究进展

在有机废水厌氧处理技术基础上,生物制氢技术不断进步,并应用于污水处理工程中。文章介绍了近年来生物制氢技术的新发展,重点阐述该领域的主要研究方向及其存在的问题,分析了生物制氢技术在有机废水资源化处理领域的应用前景。     

有机废水处理生物制氢技术研究进展

在有机废水厌氧处理技术基础上,生物制氢技术不断进步,并应用于污水处理工程中。文章介绍了近年来生物制氢技术的新发展,重点阐述该领域的主要研究方向及其存在的问题,分析了生物制氢技术在有机废水资源化处理领域的应用前景。     

半导体Z反应光解水制氢的光能转换效率及研究进展

通过介绍人工半导体Z反应的原理,综述该类型反应体系,包括模拟PSI催化剂（PS1[H2]）、模拟PSII催化剂（PS2[O2]）和介体（mediator） 应用于人工模拟光解水制氢的研究进展,重点阐述此三者在Z反应中所起的作用及其电子传递机理的发展现状,并通过估算不同介体的光能转换效率比较各反应系统的优缺点,指出无介体Z反应系统的电子传递机理、非贵金属助剂的制备、在光催化还原二氧化碳和光电催化中的应用是未来Z反应研究的重点。     

太阳能光催化分解水制氢研究进展

利用太阳能分解水制备氢气是一种将太阳能转换成氢能的有效方式。介绍了太阳能光催化分解水制氢的原理,综述了近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究进展,介绍了贵金属负载、离子掺杂以及复合半导体等技术对催化剂进行修饰和改性处理的技术及其影响,并展望了未来太阳能光催化分解水制氢催化剂的发展方向。     

化石原料制氢技术发展现状与经济性分析

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析,研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性,并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考,总体认为：煤制氢具有资源成本优势,是实现大规模制氢的首选技术;天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题;工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式;甲醇制氢规模灵活,但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下,化石原料制氢必将担当主要角色,未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。     

基于MOFs材料光催化分解水制氢的研究进展

“双碳”目标的提出让氢能热度持续攀升，制氢技术突破是氢能连接能源消费终端的关键桥梁，光催化分解水制氢技术是实现太阳能低碳转化的有效途径。其中，利用具有比表面积和孔隙率高、结构可调、活性位点丰富等优势的金属有机框架（MOFs）材料光催化分解水制氢是近年来的研究热点。该文综述了国内外基于MOFs材料光催化分解水制氢体系中半导体复合、金属离子掺杂、敏化剂修饰和贵金属负载等方法的改性原理、技术难点和制氢效果等，重点阐述比较了上述MOFs改性方法在抑制光生电子空穴对复合、优化MOFs禁带宽度和增加MOFs活性位点等方面的作用，提出了未来MOFs光催化分解水制氢可深入新型MOFs材料开发、敏化剂修饰工艺优化、拓展先进表征手段的研究方向。     

太阳能热化学反应循环制氢技术及其最新发展

氢能是一种高效、洁净的新能源，太阳能热化学循环制氢实现了制氢工艺的清洁、无污染，具有非常理想的应用前景。本从热化学反应循环系统的研发入手，系统地介绍了该技术的最新研究进展情况，并对未来发展方向进行了展望。     

太阳能分解水制氢技术研究进展

介绍了传统氢的获取方式;综述了以太阳能为能源分解水制氢技术的研究进展;概述了光伏法、光热法、光电化学法及光热电化学耦合制氢技术的基本原理及技术关键;评述了反应器材料、半导体催化剂材料、光强、反应温度、反应压力等工艺条件对制氢效率的影响。展望了目前太阳能制氢技术的研究前景。     

光催化分解水制氢中硫化物空心结构的研究进展

利用太阳能进行的分解水制氢技术,可以促进太阳能的有效利用和清洁能源氢能的研发。在光催化制氢中,半导体光催化材料的性能是光催化反应性能提升的核心要素,制备优异、高效的光催化剂是提升光催化反应活性的关键步骤。本文从材料形貌和制备角度出发,选取金属硫化物为光催化中的主体半导体,对国内外金属硫化物空心结构的研究、应用和进展进行了回顾,分析了空心结构对增大材料比表面积、增强太阳光吸收、加速载流子分离以及提升反应活性的重要性,提出了空心结构在光催化发展中的优势,对空心结构的发展提出了展望,为这些新型材料的未来研发提供参考,从而能尽快提高光催化反应的太阳光利用率和氢气产量,有助于进一步实现光催化技术的工业化应用。     

光解水制氢催化剂的研究进展

面对人类对能源的需求持续增长以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,开发太阳能对于解决能源问题具有非常重要的意义。利用太阳能分解水制氢是一种将太阳能转换为氢能的有效方式。根据近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究现状,分别对半导体光催化剂和金属配合物光催化剂进行综述,并且从可持续发展和实际应用的角度出发,针对各自的优缺点,提出今后应该开发具有高效且成本低廉的非贵金属配合物光催化剂,或尝试与半导体光催化剂结合应用,提高制氢效率。     

甲醇水蒸气催化重整制氢技术研究进展

针对甲醇水蒸气催化重整制氢的应用背景,综述了甲醇水蒸气重整制氢的反应机理和动力学,对用于该反应的催化剂进行了总结分类,阐述了催化剂制备和反应阶段相关因素对催化剂特性的影响。在此基础上,指出甲醇水蒸气重整制氢技术研究与应用存在的问题与瓶颈,并对两种创新的研究--太阳能驱动的甲醇水蒸气重整制氢技术和甲醇重整制氢微通道反应器的开发技术进行了总结展望。     

生物质衍生物重整制氢研究进展

氢能是公认的较为理想的绿色能源,开发利用氢能不仅能摆脱对传统化石能源的长期依赖,还能解决能源短缺及环境污染问题,低成本且高效环保地制取氢气有利于中国能源结构转变与可持续发展战略的实施,其中利用可再生生物质衍生物重整制氢技术越来越受到人们的关注。从化学与能源角度出发,综述和评论了国内外以生物醇类、苯酚类、酸类三大主要生物质衍生物为原料重整制氢的研究,分析了这些生物质衍生物重整制氢的反应机理,集中阐述了催化剂和载体对重整制氢的作用效果,以及催化体系所面临的问题及改进办法。结合目前制氢发展着重于催化剂改性、载体优化、工艺改进等方面的研究趋势,提出未来可深入开发新型载体和助剂、丰富催化剂体系、整合各种制氢工艺的研究方向。