光发酵及微生物电解池制氢研究进展

H_2作为21世纪的新能源已经越来越受到人们的重视,是未来能源革命的主要替代化石燃料的主力军。本文主要探讨总结了光发酵和微生物电解池这两种生物制产氢方式在近5年的最新研究进展,并对于未来的研究方向给予展望。     

煤制氢发展现状

煤制氢是现阶段大量获得氢的主要方式,对煤制氢的现状和重要性进行了分析,指出中国煤制氢发展的不足之处;传统煤制氢的技术已不能满足需要,必须加快发展先进的煤制氢技术。     

光电化学制氢

主要介绍两类半导体光电化学制氢体系。一类是SiC体系,通过对KOH中的P-SiC和Na2SO3中的n-SiC两电极构形作电流－电压（I－V）研究表明,随着太阳光照射,有值得重视的光电流产生,这相当于水在各自的电极上分裂形成氢和氧。另一类是CdS体系,通过并入ZnS和Mo,在光照下,光电流增加,即获得了氢气释放的更大的电势。     

炼厂制氢技术发展现状

氢能作为一种绿色高效的新能源在全球范围受到前所未有的关注,氢能发展影响着全球能源结构向清洁化、低碳化转型的结果。制氢技术与优化炼厂物料平衡息息相关,也是炼厂流程优化的重要发展方向。综述了炼厂制氢技术原理及应用现状,重点对不同制氢方案的特性、用氢成本、经济效益进行了阐述,以某炼厂为例进行不同氢气方案比选,从经济指标综合剖析其对全厂经济效益影响,最后对炼厂制氢技术发展前景进行了思考与展望。     

浅谈海水电解制氢的发展现状与挑战

以太阳能、海洋、地热和风能等可再生能源为动力,通过电解水制备清洁可储存的氢燃料,成为实现能源可持续性发展的重要途径之一。然而,电解水制氢大多以淡水为主,低品位盐水的电解需要相关工艺的支持,如脱盐、净化等,从而导致成本的增加。因此,开发能够直接使用低品位盐水的电解水工艺至关重要。在这里,我们总结了使用低品位盐水进行水电解的电极材料/催化剂的最新发展以及电解槽设计中的相关挑战,并讨论了未来可能产生高活性和选择性材料的潜在方法。     

光稳定剂的现状与发展

简要介绍了2004年国内光稳定剂的市场现状及产品结构、生产现状及科研产业化成果。并对光稳定剂发展方向和发展建议提出一些看法。     

光稳定剂的现状与发展

介绍了光稳定剂的生产与市场现状,预测了其发展方向,并对其发展提出了合理化建议。     

制氢技术现状分析及发展

氢能源是一种清洁能源,具有十分巨大的开发潜力,在石油资源和可再生能源中起到了桥梁的作用,能够实现能源之间的循环和可持续供应,目前世界上许多国家都投入了大量的资金进行氢能源的开发和研究。氢能源中制氢技术是其中的关键环节,主要阐述了我国制氢技术的特点、研发的重点和目前的发展现状,通过研究、分析、总结和归纳了我国制氢技术的主要工艺流程与发展前景,为我国氢能源的发展打下良好的基础。     

生物发酵制氢技术的研究及进展

生物制氢技术具有无污染、成本低、可再生等优点,生物制氢在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。本文概述了国内生物制氢技术研究的现状。对厌氧发酵制氢的影响因素进行了阐述。对生物制氢技术当前存在的问题进行了探讨,并对未来发展进行了展望。     

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。     

高效电解水制氢发展现状与技术优化策略

文章主要通过四个方面的分析了目前国内外对其的研究,分别是电解水制氢原理、电解水制氢催化剂、电解水溶液和电解池。就主要存在的一些问题提出了相应的改善措施。     

制氢技术的现状与进展

作为理想的清洁能源,氢已受到世界各国科学家的广泛重视,采用太阳能制氢已成为发展所趋。本文介绍了两种最有前途的制氢方法:利用太阳能光解水制氢和生物法制氢,总结了其制氢的原理和特点,并对未来的研究趋势做了展望。     

碱性电解水制氢催化剂的研究现状与进展

与可再生能源相结合的电解水制氢是绿氢生产的主要技术路线,在“双碳”目标的驱动下,这一绿色科技有望成为能源变革的核心,也是清洁能源版图中的重要一环。碱水电解制氢技术发展最为成熟、商业化程度最高,是电解水市场的重要组成部分。电解槽作为电解水技术的关键设备,其技术发展程度影响着绿氢规模化发展进程,而高效稳定的电催化剂是碱水电解槽性能提升的关键。文章综述了碱性电解水的反应原理以及近年来阴极和阳极电催化剂的研究进展,对碱性电解水技术发展面临的关键问题和解决思路进行了分析和展望。     

冰淇淋生产废水厌氧生物发酵制氢试验研究

采用间歇法对厌氧活性污泥工艺处理冰淇淋生产废水进行产氢试验研究,探讨了废水初始pH值、反应温度、生物负荷和铁粉投加量对生物制氢的影响。试验结果表明,在废水初始pH值为6.2,温度为38℃,污泥浓度为0.08,铁粉投加量为5mg/L时,反应48h累积产氢量最高达98.98mL,COD去除率49.4%;冰淇淋废水的总糖利用率各批次均可在92%～98%之间。     

生物发酵制氢菌种富集优化与产氢的关联研究

本实验在不同溶液介质中用加热、曝气及二者联合并用的方法处理牛粪,富集厌氧发酵产氢菌。以4.4 g蔗糖为底物,用不同方法富集的产氢菌进行厌氧发酵制氢,考察不同方法处理过的菌源的累积产氢量。结果表明在0.25%NaOH溶液中加热处理牛粪的效果最好,再与曝气联合富集优化,能进一步提高产氢量,累积产氢量为1345.5 mL,是直接曝气富集菌源产氢量的2.0倍,直接在水溶液加热处理过的1.8倍。而且经过碱加热处理过的菌源,最佳曝气时间缩短至30 min,为直接曝气时间的1/4,最佳发酵初始pH值为6.0~7.0。     

光生物制氢技术研究进展与经济分析

氢能可作为汽车清洁能源替代石油等碳基能源,但目前以石油、煤炭、天然气为原料生产氢气是不可持续的。通过热解、电解、光解和生物质化学分解等途径可以由太阳能制取可再生氢气。本文重点介绍其中的光生物法生产可再生氢能的国内外研究现状和发展趋势,计算了几种光生物法制氢工艺的太阳能氢气(STHs)转换效率,对比分析了近10年来该技术工业可行性的经济技术评估结果,并估算了光生物法生产可再生氢能的全生命周期(LCA)CO2排放指标。     

甲烷重整制氢的研究现状分析

介绍了传统及等离子体甲烷重整制氢技术,归纳分析了传统甲烷制氢技术催化剂的最新进展及工艺优化,并对等离子体甲烷制氢技术及制氢能效进行了总结。通过对2种技术的分析、比较,提出存在的问题及应用前景。     

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。     

中空纤维膜反应器内合成气发酵制氢的研究

研究了在中空纤维膜生物反应器(MBR)内利用合成气中的CO作为碳源连续发酵制氢的性能。厌氧发酵菌C.hydrogenoformans应用于生物催化合成气发酵制氢反应中,可把CO和H2O直接转化为CO2和H2。在MBR内连续厌氧发酵,分别考察了不同CO进料载荷和液相循环量对反应器产氢性能的影响。实验结果表明,在CO进料载荷为0.22 mol/d、液相循环量为1 500 mL/min时,分别得到最大的CO转化率97.6%和产氢速率0.46 mol/d,产氢得率保持在90%以上,同时计算得到膜生物反应器中的气液传质系数为1.72 h-1。     

玉米秸秆发酵制氢影响因素及变化规律研究

在批式和小试实验的基础上,以牛粪堆肥作为菌种来源,以玉米秸秆作为发酵底物,进行了5L和30L规模的产氢对比实验,对玉米秸秆厌氧发酵制氢的影响因素及变化规律进行了研究。结果表明,前期小试实验条件在放大试验产氢过程中能够取得很好的产氢效果,影响因素的变化也有类似的规律性。其中主要影响因素为温度、pH、底物浓度、底物停留时间、搅拌转速以及溶液中的微量营养元素-重金属离子等,最适宜的温度为37℃,最佳pH为5.0～5.2。