玉米秸秆发酵产氢研究

传统能源储量日益减少以及能源需求的不断增长使21世纪的能源问题面临巨大的挑战,人们越来越认识到可再生能源的巨大潜力和发展前景。利用农业固体废弃物和污泥联合厌氧发酵制氢,既可解决农业废物和污泥的环境污染问题,又可制备清洁的燃料能源,因此具有非常重要的研究价值。以厌氧活性污泥为接种物,以玉米秸秆为发酵底物进行发酵产氢实验,研究了不同秸秆粒径、预处理方法、发酵液pH值和金属离子对玉米秸秆发酵产氢速率以及产氢气量的影响。结果表明：玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;经过H2SO4预处理后,玉米秸秆单位总产氢量大于经NaOH预处理样品;pH值为6左右可以提高玉米秸秆的发酵产氢气速率;Fe2＋和Mg2＋对发酵产氢效果有一定的影响。     

酸碱预处理对稻草秸秆发酵产氢的影响

随着环保要求的日益严格和化石能源的日益短缺,氢能作为清洁高效的可再生能源受到人们的普遍重视。厌氧发酵生物制氢是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,该工艺设备简单、操作容易、成本低廉等优点。以稻草秸秆为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,研究酸碱预处理对秸秆发酵产氢的影响。结果表明,H2SO4预处理为最佳的预处理方式;稻草秸秆经1%的H2SO4预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为47.68%、4.67mL/(h.g)和59.21 mL/g;经1%的NaOH预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为41.92%、3.24 mL/(h.g)和42.02 mL/g;发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

餐厨垃圾厌氧发酵制氢残留物连续沼气发酵研究

餐厨垃圾中有机物含量高,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后残留物中含有丰富的低级脂肪酸、醇类等。从接种产甲烷菌和pH调节角度,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物研究连续沼气发酵,提高餐厨垃圾资源利用率。结果表明,在接种产甲烷菌和调节发酵体系pH7的条件下,餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物能够连续沼气发酵。接种以新鲜沼渣为产甲烷菌来源的沼气发酵比以厌氧活性污泥为产甲烷菌种来源的沼气发酵产气效果好。     

热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度。未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29%;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38%,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35%,产气量下降。以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳p H值为5.0~6.0。     

厌氧发酵的分子调控及其应用研究

近年来我国畜禽养殖业发展迅速,其产生的粪污污染问题日益突出,厌氧发酵是目前畜禽粪污无害化处理的常用技术.基于国内外厌氧发酵技术的发展现状,阐明了厌氧发酵的四个阶段,不同阶段中厌氧菌群间的相互关系,产氢气和产甲烷酶的分子机制以及影响厌氧发酵的外界因素.总结了近年来国内外对厌氧发酵技术的研究成果.多菌群厌氧发酵产甲烷是当下应用最为广泛的污物处理技术之一,氢气是清洁能源,厌氧发酵产氢气是如今国内外研究的热门.但是,由于受到发酵系统内菌群的组成和H+对发酵体系的反馈抑制,其经济效益仍然较低.乙酸是较高附加价值产品的原料,具有较高的经济价值,将厌氧发酵控制在产乙酸阶段,基本不会增加环境的负担.厌氧发酵产乙酸技术是未来污物厌氧发酵技术发展的新方向.     

No.5:实现氢气的低温制备和存储

正氢能被誉为下一代二次清洁能源,但氢气的高效制备以及安全存储和运输一直以来是阻碍氢能源大规模应用的瓶颈。由于甲醇可以安全运输,将氢气存储于液体甲醇中,通过水和甲醇低温液相重整反应原位产氢,在释放出甲醇中存储的氢气的同时也活化等摩尔的水而释放出额外的氢气,就成为氢能利用的可行途径。这种过程装置简单、耗能低,容易和车载或固定聚合物电解质膜燃料电池整合,而     

双细胞体系木糖协同发酵产氢特性研究

采用自主筛选的两株蜡样芽胞杆菌（A1）和短波单胞菌属（B1）,构建人工双细胞体系,重点研究了该双细胞体系利用木糖协同发酵产氢的能力,实验结果表明：单一的A1、B1菌种均能有效利用木糖产氢,而两株菌形成的双细胞体系显示出更高的产氢效率,以及更加充分的底物利用率;发酵产氢过程属于丁酸型发酵。人工双细胞体系混合培养的产氢得率达到1 mol木糖产生1.33 mol氢气,与A1、B1单菌体系木糖发酵产氢相比,产氢得率分别提高了10.7%与32.7%,其原因可能是两菌种互相提供营养来源,也可能是通过利用对方的代谢产物或中间体解除了降解物造成的抑制。说明以木糖作为底物时,人工双细胞体系能有效提升产氢速率,增加氢气产量,缩短发酵周期,具有较大的应用潜力。     

生物质制氢研究进展

生物质制氢是一项利用微生物的生理代谢作用分解有机物从而产生氢气的生物工程技术,具有产氢稳定性好、产氢能力高等优点,是一种符合可持续发展战略的可再生能源。本文介绍了生物质制氢的方法及研究进展。     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

生物质干馏热解工艺的设计与实现

利用农林废弃物为原料,经干馏热解,使原料中的碳、氢元素转化成氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体,同时产生副产品木炭、木醋液和木焦油。该项目的推广,不仅解决了农民燃气做饭问题,而且作为可再生能源的开发应用具有深远的意义。     

苹果资源综合开发的技术战略与绿色循环过程

在多年研究的基础上提出了苹果资源综合开发的技术战略,即苹果生果提取苹果多酚,成熟果进入榨汁线生产苹果汁并排放苹果渣。苹果汁加工成各种果汁饮品,生产浓缩果汁出口,同时也可进一步发酵生产系列苹果酒、苹果白兰地和苹果醋等高附加值产品。苹果渣则可发酵生产柠檬酸、制备膳食纤维和发酵生产饲料蛋白,其中以苹果渣蛋白饲料最有优势,其混合秸秆用作牛饲料,产出牛奶和牛肉,而大量的牛粪便发酵生产甲烷或氢气,提供清洁能源。发酵后的剩余物可加工成良好的有机复合肥料,用于不同果树、蔬菜和花卉等,生产绿色食品,完成整个苹果资源开发的绿色循环过程。     

沼气发酵系统在生态农业中的作用

文章通过列举沼气发酵系统在生态农业中多方面多层次的能源利用、物质利用和生态利用，说明了沼气发酵系统在构建生态家园、发展生态农业中的枢纽作用。     

利用生物质生产乙醇的原理

本期第43页报道的《甘蔗酒发酵工艺条件的研究》是利用甘蔗中的糖分经过发酵制取乙醇,而进行纤维素或者半纤维素的生物转化来制取乙醇的研究则意义和潜力更大,不仅因为其来源广泛,而且对于环境保护和可再生资源的充分利用,开发生物质能源都具有重要意义。     

芭蕉叶沼气发酵潜力研究

沼气发酵是一项具有潜力的开发新能源的技术,在化石能源需缺的今天,研究沼气发酵技术是十分必要的.为了探究芭蕉叶厌氧消化产沼气的潜力,让废弃芭蕉叶得到充分的利用,响应国家的号召,推进乡村废弃物的资源化利用,寻找一种新型沼气发酵原料.特以芭蕉叶为原料,采用批量发酵工艺,在30℃恒温条件下进行芭蕉叶沼气发酵实验,发酵周期为32 d.结果表明芭蕉叶的产气潜力为428 mL/g·TS和563 mL/g·VS,是一种较好的纤维素类沼气发酵原料.     

氢气的低温制备和存储

氢气是一种具有极高能量密度的二次清洁能源,被公认为最有可能取代现有的煤炭和石油体系作为未来全球经济的能源基础。尤其是将氢气与质子交换膜燃料电池(PEMFCs)联用,将氢气的化学能高效转化为电能,用于航空航天、交通运输以及其他固定和移动能量提供体系中。但是氢气化学性质活泼,氢气的储存和输运成为氢燃料电池应用乃至整个氢能源体系的瓶颈。一种有效解决上述难题的方法是将氢气存储于高的氢质量含量液体燃料如甲醇中,在需要时通过水和甲醇的液相重整反应,原位释放氢气供燃料电池使用,而这一过程能够实现的关键在于高效甲醇水重整催化剂的开发。为克服这一难题,本研究团队有目的性的设计合成了一种铂—碳化钼双功能催化剂,在190℃时,催化产氢速率高达18,046 mol_(H2)/(mol_(Pt)×h),活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。该研究成果为氢气的低温制备、高效存储运输以及燃料电池的原位供氢提供了全新的思路。     

复合半导体材料光催化分解水制备氢

利用可再生能源制备氢能源对整个国民经济的发展具有重要的意义。水的理论分解电位为1．23V。但是由于存在电极过电位，实际最佳的分解电位为1．5V。这种条件下，高达31％的太阳能可以被转化为氢能。在理想条件下，半导体导带应该高于氢的析出电势，导带中的电子能够将水中的氢还原为氢气；而价带应该低于氧的析出电势，     

生物燃气技术及工程的发展现状

随着经济社会的发展,人们对于能源的利用逐渐增加,使得不可再生能源利用出现危机,面临资源短缺的问题.生物燃气作为一种利用微生物发酵来获取人类需要的能源,这种能源属于可再生能源,并且原料是生活垃圾和农业生产的废料,设备制造业较为简单,其体现的价值正被越来越多的人认可.经过许多人不断的理论和实践研究,生物燃气技术已经得到了多方面改善,开发出了多种发酵工艺,目前在所有的发酵工艺中相对高效的技术是全混式中温发酵.目前,欧洲几个经济较为发达的国家(特别是德国),这方面的技术较为先进,生物发酵被大范围的用于发电和取暖.论文主要介绍了生物燃气技术发展的最新成果,提出了技术今后的发展方向.     

科学家研制新合金让光电催化水解制氢更快捷

氢气燃烧时会产生热量,而且副产品只有水,没有污染,因此氢气一直被看成是人类向清洁能源过渡的关键要素。氢气能用于燃料电池内产生电力,也可用于内燃机中驱动汽车。另外,氢气在科学和工业领域也有广泛应用。     

通风压力及泄露位置对燃料电池汽车氢气小孔泄露的影响

对氢气小孔泄露问题进行了理论分析,并利用Simulink和Fluent软件分别对氢气小孔泄露问题进行仿真。结果表明：温度对氢气小孔泄露的影响不显著,而氢气压力和储氢空间对氢气小孔泄漏的影响较大;主动通风可抑制车内氢气泄露;密闭空间内氢气泄露具有泄露点聚集特性,并且受重力影响氢气在高处聚集。     

氢能：新型的含能体能源

随着制氢技术的发展和化石能源的缺少，氢能利用迟早将进入家庭，首先是发达的大城市，它可以像输送城市煤气一样，通过氢气管道送往千家万户。