09月
04
2024
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生物制氢的研究背景?

一、生物制氢的研究背景?

总体上,生物制氢技术尚未完全成熟,在大规模应用之前尚需深入研究。研究大多集中在纯细菌和细胞固定化技术上,如产氢菌种的筛选及包埋剂的选择等。在上述生物制氢方法中,发酵细菌的产氢速率最高,而且对条件要求最低,具有直接应用前景;而光合细菌产氢的速率比藻类快,能量利用率比发酵细菌高,且能将产氢与光能利用、有机物的去除有机地耦合在一起,因而相关研究也最多,也是具有潜在应用前景的一种方法。非光合生物可降解大分子物质产氢,光合细菌可利用多种低分子有机物光合产氢,而蓝细菌和绿藻可光裂解水产氢,依据生态学规律将之有机结合的共产氢技术已引起人们的研究兴趣。混合培养技术和新生物技术的应用,将使生物制氢技术更具有开发潜力。

二、光制氢的历史背景?

光解水制氢技术起源于1972年,由日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次报告。

他们发现TiO2单晶电极光催化分解水从而产生氢气这一现象,从而揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性,开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路。

三、氢是再生能源吗?

氢气是可再生能源,氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源。

它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气,氢气可直接用作燃料,也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能,用于发电及交通运输等,还可用作各种能源的中间载体。氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时,具有高效率、高效益的特点,而且氢反应的产物是水和热,是真正意义上的清洁能源和可持续能源。

四、氢能属于再生能源吗?

氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源。它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气,氢气可直接用作燃料,也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能,用于发电及交通运输等,还可用作各种能源的中间载体。

五、海水制氢与淡水制氢比较?

海水直接制氢的路线主要通过电解水制氢或光解水制氢方式制取,全球主要研究机构有中国科学院、法国国家科学研究中心、日本东北工业大学、北京化工大学、印度科学工业研究理事会、美国休斯敦大学等。海水间接制氢则是将海水先淡化形成高纯度淡水再制氢,即海水淡化技术与电解、光解、热解等水解制氢技术的结合。

海水直接电解制氢由于技术难度较大,全球各国都处于试验阶段;间接海水制氢本质上是淡水制氢,淡水电解制氢已商业化。

六、氢水杯制氢原理?

采用质子交换膜,电催化剂颗粒直接附于膜上,形成膜-电极组。膜一电极组件就是在固体聚合物电解质膜两侧嵌入活性电极(催化物质),只允许质子和水通过。制氢时水的电解反应就在膜—电极上进行,起到隔膜和电极的作用。

水在电源阳极处发生电解反应,生成氢气和氧气,其中氢气因为在阳极处会丢失电子变成氢离子,可以水合的形式通过质子膜到达阴极,而氧气无法通过,只能往外排出。氢离子在到达电源阴极后,从阴极处获得电子重新结合形成氢气,氧气从底部排出,纯度极高的氢则注入水中。

七、氢立方制氢原理?

原理:

制氢技术主要有以煤、天然气、石油等为原料的催化重整制氢,氯碱、钢铁、焦化等工业副产物制氢,生物质气化或垃圾填埋气生物制氢,采用网电或未来直接利用可再生能源电力电解水制氢;处于实验室阶段但潜力大的有光催化分解水、高温热化学裂解水和微生物催化等先进制氢技术。

催化重整、工业副产物和生物质制氢是目前氢气的主要来源,但存在CO2排放问题,可再生能源电力电解水制氢则可获得零排放氢气。电解制氢可分为碱性电解制氢(AEC)、固体聚合物电解制氢(SPE)和固体氧化物电解制氢(SOEC)。

SOEC电解效率最高,SPE次之,AEC最低。

八、如何制氢?

比较常见的制氢方法有工业副产品制氢、电解水制氢、甲醇重整制氢和化石燃料制氢。

化石燃料制氢是一种传统的制氢方法,通常采用天然气高温分解来制取。

甲醇蒸汽重整制氢法,投资低,建成快,无排放无污染,原料可获得性高。

焦炉煤气变压吸附工艺制氢法,从焦化工业副产物焦炉煤气中提取纯氢气。

电解水也可以获得氢气,利用电解水制氢的技术相对成熟,效率高,制氢过程简单,但这种方法成本高。

九、制氢流程?

1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。

2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。

3、太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。

4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。

十、制氢原理?

在初中化学中,制取氢气有2种方法。第一个为:电解水,即给水通电,可以生成氢气(H2)以及氧气(O2),方程式为:2H2O=(通电)2H2↑十O2↑。第二个用活泼的金属与酸发生置换反应,即可产生氢气,反应的方程式有:Fe十2HCⅠ=FeCl2十H2↑或Zn十H2SO4=ZnSO4十H2↑。