生物制氢技术现状及其发展潜力

《生物制氢技术现状及其发展潜力》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、摘要：清洁的氢能是最有发展前景的替代能源之一，利用生物质资源的生物制氢成为氢能发展的必然趋势。文章介绍了生物制氢技术原理、特征、现状、障碍以及发展潜力，综述了目前主要的生物制氢技术进展概况，指出了光合细菌生物制氢技术具有显著优势，产氢潜力明显超过藻类制氢和厌氧发酵制氢等技术，是未来生物制氢技术发展的主导方向之一。　　关键词：氢能；生物制氢；光合细菌；厌氧细菌；光解水；现状　　Abstract：Cleanhydrogenenergyisoneofthemostperspectivereplaceableenergyr

2、esources,andhydrogengenerationbyusingbiomassresourcesbecomesaninexorabletrendforhydrogenenergydevelopment.Thetechnologicalprinciple,characteristics,presentsituation,obstacleanddeveloping　　potentialforgeneratinghydrogenenergyfrombiomassresourceswereintroduced.T

3、hecurrentadvancesinmainbiologicalhydrogengeneratingtechnologieswerereviewed.Thehydrogengeneratingtechnologyusingphotosyntheticbacteriaisremarkablyadvantageousinhydrogengeneratingproductivityoverothertechnologiesincludinghydrogenproductionfromaquaticplants,hydr

4、ogenproductionthroughanaerobicfermentation.Thehydrogengeneratingtechnologyusingphotosyntheticbacteriawillbeoneofthedominatingdevelopmenttechnologiesforhydrogengenerationinthefuture.　　Keywords：Hydrogenenergy;biologicalhydrogengeneration;photosyntheticbacteria;a

5、naerobicbacteria;photo-hydrolysis；statusquo　　能源短缺和环境污染是当前社会经济发展所面临的主要问题。自工业革命以来，以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源时代逐步取代了过去以木材、秸秆为主的木质能源时代。近年来，世界经济的快速发展带来了对世界能源需求量的飞速增加。来自BP公司最新的报告显示，1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿t石油当量，2002、2003、2005年分别达到94.05、97.4、102.24亿t石油当量，而2006年同比增长了2.7%。BP公司预测，

6、按照目前开采量计算，全世界石油储藏量只能开采40年，天然气为65年，煤炭162年[1]。能源短缺成为限制世界经济发展的重要影响因素。尤其是20世纪70年代和80年代两次能源危机以来，解决能源短缺，确保国家能源供给安全已成为各国政府考虑的首要因素，由此带来的利益争夺也成为当今世界部分地区动荡的主要因素[2]。　　化石能源的使用在促进世界经济发展的同时也带来了严重的环境问题，由化石能源过度使用所带来的全球气候变化、酸雨、臭氧层破坏、荒漠化加剧、生物多样性减少已占据21世纪世界所面临十大主要问题中的5个[2]。因此，寻求

7、可再生的清洁能源成为各国政府的重要课题。氢能因其清洁、能量密度高、制取方法多样、原料来源广而成为关注的焦点，美国、加拿大、欧盟、日本等将氢能技术置于社会和经济发展的优先地位，制定了有关氢能发展的国家计划，相继制定了有关氢能的“国家氢能路线图”，并由此提出了“氢能经济”、“氢能社会”的概念[3～5]。为应对能源短缺和改善中国能源消费结构，中国政府也将氢能发展提到战略高度，在制定“氢能发展路线图”的同时提出“摆脱依赖石油的日子，创可持续发展的氢能未来”[6]。　　1生物制氢机理　　目前，氢气的生产主要有化学法和生物法两

8、种途径。利用化学方法制取氢气是目前较为成熟的制氢技术，其中以天然气、石油为主要原料的高温裂解、催化重整等方式制取的氢气成为工业用氢的主要来源，该方法对化石能源依赖性较大，同时在生产过程中还会造成一定的环境污染；电解水制取氢气是目前获取高纯氢气的主要技术方法，虽然该技术摆脱了对化石能源的依赖，但其在生产过程中需要消耗大量的电能作为代价，同时该反应需要在高温、高