培养基对海水绿藻Platymonas subcordiformis生长和无硫光照产氢的影响

研究了基于淡水绿藻Chlamydomona reinhardtii培养基TAP的优化培养基(OM)和传统康维方培养基(TM)对海水绿藻Platymonas subcordiformis培养和无硫光照产氢的影响.研究结果表明OM培养6～8d就能达到对数生长后期,藻密度为(1.80～2.00)×10~6 cells·mL~(-1),而TM需要18～20d;OM培养藻细胞对数生长后期叶绿素、淀粉和蛋白含量分别为10.74、149.50和213.00μg·mL~(-1),均高于TM培养的藻细胞.OM培养藻细胞的呼吸耗氧速率明显高于TM培养的藻细胞.悬浮在OM-S中藻细胞的PSⅡ光化学活性被明显抑制,能够产生2.01μmol H_2·mg~(-1)Chl;而悬浮在TM-S中藻细胞PSⅡ光化学活性保持在0.19以上,不能诱导氢酶表达产生氢气.     

硫与间氯苯腙对海水绿藻Platymonas subcordiformis光照产氢特性的影响

对数生长后期海水绿藻Platymonas subcordiformis具有较高氢酶活性,分别采用培养基中无硫和添加解偶联剂CCCP的方法研究其光照产氢特征.结果表明:无硫连续光照期间,PSⅡ保持较高放氧活性,不能诱导氢酶表达进行光照产氢;厌氧暗诱导32h后,加入5、10、15和20μmol/L的解偶联剂CCCP后光照,PSⅡ光化学活性和光合放氧能力明显被抑制,藻液体系保持厌氧状态,能够持续光照产氢12h以上,光照产氢量分别为21.8、23.0、22.5和16.0μmol/mg Chl;合适浓度的CCCP能够促进绿藻直接光照产氢,但光照产氢量和产氢速率较低.     

发酵产氢面临的问题及对策

氢是一种高效、清洁、可再生的燃料，通过发酵的方式产生氢气，已经成为国内外研究的热点。目前，这一新兴技术的研究取得了可喜的成果。文章在综合国内外发酵产氢技术的基础上，通过比较沼气发酵和产氢发酵的技术成果，揭示了挥发性有机酸反馈抑制是制约生物法发酵产氢的关键因素，提出了如何提高氢的转化率和发酵稳定性的措施和对策。     

绿藻类生产氢的科研新进展

尽管基于先前的研究。人们普遍地持怀疑态度。但瑞典乌普萨拉大学的新研究结果对未来可用绿藻类有效生产氢产生了新的希望。发表在《美国科学院院刊》杂志上的该研究结果改变了人们对绿藻类能力的看法。     

混合菌种利用淀粉在光照及黑暗条件下的产氢

进行了混合菌种利用淀粉进行光反应和暗反应的产氢对比试验.结果发现光合反应的产氢率以及产氢速率均高于暗反应,但产氢时间滞后于暗反应.对反应的菌液进行了DNA提取、纯化以及PCR扩增,通过对DGGE图谱分析,发现光反应和暗反应的样品条带在数量和亮度上都存在一定差异,暗反应条件下产氢的优势菌群要略多于光合反应的菌群.随着淀粉浓度的增加,光合反应和暗反应的产氢总量均增大,但产氢率降低,其中光合反应的降低尤为明显,从2g/L淀粉浓度时的9.8mmol H2/g淀粉降低到40g/L淀粉浓度时的3.3mmol H2/g淀粉,产氢率降低了66%,而暗反应产氢率降低了43%.光合反应的尾液中,丁酸含量最高,而暗反应的尾液中,乙酸含量最高.     

pH值调控对发酵产氢的影响

利用厌氧活性污泥作产氢接种物，发酵有机质产生氢气，一般是在酸性条件下进行的。以厌氧活性污泥作接种物，有机酸为基质，在厌氧、恒温25℃、不同的pH值下，启动发酵产氢，以及监测产氢过程中的pH值变化，得出pH值过高时，有大量的甲烷生成，pH值过低时，则对产氢细菌不利，难于产氢。启动发酵产氢时，pH值不宜底于4．3，较为适宜的产氢pH值范围4．5～5．5。     

光合细菌产氢研究进展与问题

化石能源的日益枯竭及其长期使用造成了严重的环境污染,寻找清洁的可再生能源成为当前亟待解决的世界性重大课题。光合细菌产氢以其较高的底物转化效率、较高的光能利用率以及能够灵活利用多种小分子有机酸等特点而成为大规模生物产氢的研究热点。文章从光合细菌产氢机理(主要针对光合单位、固氮酶和氢酶的联合产氢机理)、影响光合细菌产氢的各种物理因素和如何提高光合细菌的产氢量等方面,系统介绍了当前国内外光合细菌产氢的最新研究结果及进展,并对该领域研究存在的主要问题及发展趋势进行了简要评述。     

光合产氢细菌优势菌群富集及其产氢实验研究

利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的猪场粪便排放处的污泥中富集培养光合细菌混合产氢菌群,对该混合菌群的产氢培养基进行优化,并研究混合菌群的产氢特性。实验结果表明,此菌群的最佳产氢培养基配方为:氯化铵0.4g/L,氯化镁0.2g/L,酵母膏0.1g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,氯化钠2.0g/L,谷氨酸钠3.5g/L。此菌群以1%的葡萄糖为基质时,产氢时间长达204h,最大产氢量为3.41L/L,最大产氢速率为44.17mL/(L.h),最高氢气含量为46.73%,具有工业化应用价值。     

电解电压对乙酸单池电解协助发酵产氢的影响

采用单池电解协助发酵产氢装置,以厌氧活性污泥为接种物,以产酸发酵末端产物乙酸为底物,在35℃下,研究电解电压对乙酸的微生物电化学辅助产氢的影响.结果表明:电解电压是电解协助发酵制氢的主要控制参数,当电解电压约为250mV时,电解电流开始出现,随后有气体产生,当电解电压从0.8V升至1.0V时,氢气含量从15％升至30％,因此乙酸单池电解协助产氢的适宜电压为0.8～1.0V;在恒定电解电压1.0V下,由于有甲烷的形成,乙酸的氢转化率仅为0.039mol H2/mol乙酸.     

牛粪、鸡粪发酵产氢潜力的研究

采用恒温厌氧发酵工艺,用乳酸调控发酵pH值,进行了牛粪和鸡粪发酵产氢的实验研究。实验结果表明,pH为4.7～5.5时,牛粪的产氢潜力为32.33ml/g(TS)和41.39ml/g(VS);鸡粪的产氢潜力为33.58ml/g(TS)和50.88ml/g(VS)。     

碳中和愿景下绿色制氢技术发展趋势及应用前景分析

围绕目前主流的绿色制氢技术,综述国内外“绿氢”技术的最新研究进展,重点阐述电解水制氢技术（碱性电解水法、质子交换膜电解水法、固体氧化物电解水法）、太阳能分解水制氢技术（光催化法、光热分解法、光电化学法）以及生物质制氢技术（热化学转化法、微生物法）的产氢原理、技术难点和改进方法等,讨论比较各类“绿氢”技术的优缺点,分析未来绿色制氢技术的应用前景和发展方向。     

光合细菌生物膜制氢反应器的产氢特性

对光合细菌生物膜制氢反应器的产氢性能进行了实验研究,探讨了光照度、光谱和底物浓度对反应器产氢性能的影响.实验结果表明:光合细菌生物膜反应器内最适底物浓度为0.12mol/L,最佳光照度为5000 lx,过高或过低的底物浓度和光照度均对光合细菌产氢具有抑制作用;而光的波长对光合细菌产氢的最适底物浓度和最佳光照度均无影响.当底物浓度为0.12mol/L,光照度为5000 lx,波长为590 nm时,反应器的产氢率达到最高,为3.54mg/h.     

氧化—电解法从硫化氢获取廉价氢气方法的研究

利用硫化氢制取氢气是一种获得廉价氢的方法。采用氧化－电解的双反应器法对含硫化氢气体进行脱硫制氢研究。试验表明：双反应器法可以在较宽的范围内实现对硫化氢的有效吸收；在常压、７０－９０℃时，采用含盐酸（５－７Ｍ）的氯化铁溶液（０．４－０．８Ｍ）处理１５－４０％的含硫化氢气体，硫化氢的一次吸收率可达６０－９０％，并可同时制取氢气和硫磺；电解反应器采用石墨为阳极、镀阳石墨为阴极时，阳、阴极电流效率均接近１     

预磁极化条件下PEM水电解制氢特性与效率研究

为提高质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）水电解制氢速率、降低电解所需能耗,针对磁场预极化条件下蒸馏水的分子极性和应力特性进行研究,通过构建磁场环境下氢质子的能级跃迁微观物理模型与磁化矢量——极化氢质子浓度对应的宏观数学模型,对不同磁场强度下电解液的离子电导率、电流密度和制氢速率进行定性和定量分析,并利用自主搭建的可调节预磁极化PEM水电解制氢试验平台对所提出方法的有效性进行重复试验。试验结果表明,经过预磁极化处理的蒸馏水电导率提高了2~3倍,且随着磁场强度的增加,PEM电解电流密度不断增大,极间电圧不断减小,制氢速率明显提升。     

光合生物制氢过程中系统温度变化实验研究

以高效产氢细菌群为实验用菌种,采用单因子试验方法,主要研究光合菌群在不同条件下生长制氢过程中由于放热所引起系统温度的变化规律。结果表明:在不同的产氢条件下系统温度随着产氢时间的延长均有明显的变化规律,即光合生物制氢过程中系统温度均有不同幅度的升高。初始温度、接种量和光照强度对系统温度变化有显著影响,从其对温度变化影响看,光合制氢过程中选用初始温度30℃、光照强度2000lux、接种量40%较适宜。     

可见光谱对混合光合细菌产氢和生长特性的影响

分别以不同光源蓝光(400～20nm)、绿光(550～570nm)、黄光(约590nm)、红光(600～700nm)、白光LED(发光二极管多色混合光谱带)和白炽灯(连续光谱)作为产氢光源,对光合细菌产氢和生长的影响进行了对比研究。结果表明,混合光合产氢细菌对吸收峰处的光都有较好的吸收和利用,其中尤以黄色光源最为突出,产氢较稳定且产氢量最大。     

木质素在超临界水中气化制氢的实验研究

以木质素为原料,利用连续管流反应器,首先在反应压力为15.0～27.5MPa、反应器壁温为500～650℃、物料流速为4.7～7.5mL/min的条件下,对质量浓度为1%～3%的木质素在超临界水中进行了气化制氢的实验研究。针对实验中存在的问题,改造了反应器,着重考查壁面温度为700～775℃下高浓度木质素的气化效果。实验表明升高壁温能够极大提高木质素在超临界水中的气化效果,700℃以上木质素可以高效气化;升高压力有利于氢气质量产率的提高,并可促进甲烷化反应;而高浓度不利于木质素气化;降低流速,有利于提高氢气质量产率,但对气态产物中各组分气体的体积百分含量影响不大;相同条件下,木质素较纤维素更难气化,气化率较低。     

热化学硫碘闭路循环制氢的流程模拟

利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus对热化学硫碘闭路循环制氢系统进行设计和模拟,计算质量、能量平衡和热效率.利用灵敏度分析,分别考察了HI相循环量、Hl精馏塔回流比、精馏塔工作压力、HI分解率、硫酸浓缩浓度以及SO3分解率6个设计参数对系统效率的影响.结果显示:考虑废热回收的系统最高热效率达到51.1％,HI相循环量是影响系统效率的主要因素,其他参数对效率影响较小.模拟结果与文献参考值接近,能为今后大规模硫碘循环制氢系统的设计及优化提供理论参考.