《生物制氢》PPT课件

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1、1许多同学去拜会大学教授,起初大家相谈甚欢,然而说着说着,学生们的话题便转向了抱怨,他们抱怨生活的压力和功课的负荷。这时,教授不动声色地从厨房里取出了许多个不同质地、不同形状的杯子,其中有陶质的、有瓷质的、有木质的、有玻璃的、也有塑胶的。教授让同学们自己取杯子倒水喝。杯子被取得七七八八后,托盘上只剩下一些粗陋的杯子。教授这时微笑着说:“你们瞧,所有细致、古朴、玲珑、美丽的杯子都被拿走了,剩下的,全是让人瞧不上眼的塑胶杯。杯子2生物制氢与燃料电池氢与氢能生物制氢氢的存储及运输氢的利用——燃料电池31.氢与氢能元素周期表第一个元素原子结构最简单氢气密度最小，无色

2、无味常压下，-252.87℃时可变为无色液体常压下，-259.1℃时可变成雪状固体氢气燃烧产生大量的热（氢能）：142kJ/g，是汽油发热量的3倍燃烧速度快，易爆在自然界中主要以水、石油、煤炭、天然气、生命体、有机物的形式存在最理想的能源4氢能的特点(1)来源广。自然界存在的氕，其丰度约为氢总量的99.98%。地球上的水储量为21018万t，是氢取之不尽、用之不竭的重要源泉。(2)燃烧热值高。氢气的热值为121061kJ/kg，是甲烷的2.4倍，汽油的2.4倍，乙醇的4.5倍，高于所有化石燃料和生物质燃料。(3)清洁。氢本身无色无味无毒，若在空气中燃烧产生水

3、；(4)燃烧稳定性好。容易做到比较完善的燃烧，燃烧效率很高。(5)存在形式多。氢可以以气态、液态或者固态金属氢化物出现，能适应储运及各种应用环境的要求。(6)氢是“和平”的能源。化石能源分布极不均匀，常常引起激烈的资源争夺。而氢即可再生来源又广，每个国家都有着丰富的氢资源，因此可以说是“和平”的能源。5氢能的发展是历史的必然？能源利用的趋势：高碳→低碳；低氢→高氢；固态→气态能源氢/碳碳/氢柴薪0.01100煤炭0.71.43石油1.80.56天然气3.50.29氢∞06氢能发展概况1974年，国际氢能源协会（InternationalAssociation

4、forHydrogenEnergy，IAHE）创办，并于2000年开始举办两年一届的国际氢能论坛（Hyforum）。2003年11月在美国首都华盛顿欧米尼·西海姆大酒店举行氢能国际经济合作伙伴（IPHE）会议，共有15个国家和欧盟政府代表团以及各国工商界代表参加，中国是成员国之一。其目标是，到2020年，制氢的成本费用降低到能使其称为交通运输燃料的选择之一。7氢能——永恒的能源电：不能大规模存储；氢：可大规模存储。核聚变：氘+氚→氦；氢弹、太阳能。受控核聚变：①高温（几千万-几亿摄氏度）②低气体密度（常温常压下的几万分之一）③能量约束时间超过1s。资源丰富：

5、氘——海水中含有的氘可供人类以当前能源消费水平使用上亿年；氚——没有；锂——锂+中子→氚，锂可用1~2万年。分数氢：常规氢与核聚变的中间层。8氢的制备方法水制氢电解：通电；热化学：1000℃，催化剂（Me3O4，MeCl2）；热裂解：3000℃。化石能源制氢煤气化：煤→焦炭；C+H2O→H2+CO;CO+H2O→H2+CO2天然气：CH4+2H2O→4H2+CO2;CH4→2H2+C石油：CH3OH+H2O→3H2+CO2;通式：hv+CxHy+H2O→H2+CO2;9102.生物制氢与传统的化学制氢方法相比，生物制氢具有无污染、可再生和不消耗宝贵的矿物资源

6、的突出优点。按培养条件：光合生物制氢（藻类、光合细菌）、发酵细菌制氢（固氮作用等）、光合生物和发酵细菌联合培养制氢。按产氢机制：光裂解制氢；光发酵制氢、暗发酵制氢；11122.1光合作用13原初反应电子传递和光合磷酸化光反应暗反应14光反应的主要蛋白舞台主演配角152.1.1原初反应是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程。物理过程：光的吸收、传递化学过程：电子传递特点1.速度非常快，10－12s~10－9s内完成；2.与温度无关，(77K，液氮温度)(2K，液氦温度)；3.量子效率接近1。16天线色素特殊色素171819光的吸收与传递色

7、素分子的能态激发态的命运1.放热2.发射荧光与磷光3.色素分子间的能量传递4.光化学反应20色素分子间的能量传递激子传递激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，它能转移能量但不能转移电荷。这种在相同分子间依靠激子传递来转移能量的方式称为激子传递。21共振传递在色素系统中，一个色素分子吸收光能被激发后，其中高能电子的振动会引起附近另一个分子中某个电子的振动(共振)，当第二个分子电子振动被诱导起来，就发生了电子激发能量的传递。这种依靠电子振动在分子间传递能量的方式就称为“共振传递”。在共振传递过程中，供体和受体分子可以是同种，也可以是异种分子。能量传递过程中不

8、发生光的吸收和电子的传递。22能量传递过程的能量变化