氢气能作为一种清洁能源和工业上的原料所使用。目前国际上氢气的获得主要有化学制取和电解水制取两种方法, 但这些方法都需要耗费大量的能源, 特别是化学制取法在耗能的同时还极易对环境造成污染

对生物制氢的工程实践应用的研究进行了评论性的回顾。讨论了各种生物制氢系统的特点和优劣,重点讨论了厌氧发酵生物制氢系统的工艺流程与设计、工程控制参数与发酵调控、燃料电池及其衔接、产氢速率与产量的提高技术对策等许多技

高温水制氢是解决大规模氢源问题的潜在途径之一，展现了SOBC在先进能源技术的前景

制氢的方法包括化石能源制氢、电解水制氢、 生物制氢、热解制氢等[1]。 其中，生物制氢具有节能、清洁、原料来源丰富、反应条件温和、能耗低和不消耗矿物资源等优点[2，3]。

介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂，对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价，还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用。

绿藻可逆性氢酶制氢是太阳能光解水制氢的理想途径。

本文应用商业催化剂MWC-612,在高压反应釜中进行了生物质乙醇催化重整制氢的反应研究。通过正交试验结果分析,得出反应的最优条件是:反应温度513K,乙醇/水体积比10%,反应时间60min,催化剂目数160mesh,催化剂用量2.5g。各因素对氢产量的影响是:反应温度>乙醇/水体积比>催化剂用量>反应时间>催化剂目数。

回顾了国内外超临界水生物质气化(SCWG)制氢的研究进展。生物质在超临界水条件下能够转化为氢气,主要优点是湿生物质不必干燥就可以进行相关反应且氢气是高压下直接生成的,意味着所需的反应器容积较小且用来压缩产气的能量较少。用来加热大量水的能量可以通过热交换器回收,提高系统的能量效率。各参数如温度、压力、催化剂活性和生物质/水比等因素的影响被讨论。

本文应用商业催化剂MWC-612,在高压反应釜中进行了生物质乙醇催化重整制氢的反应研究。通过正交试验结果分析,得出反应的最优条件是:反应温度513K,乙醇/水体积比10%,反应时间60min,催化剂目数160mesh,催化剂用量2.5g。各因素对氢产量的影响是:反应温度>乙醇/水体积比>催化剂用量>反应时间>催化剂目数。

在微生物燃料电池(MFC)的基础上发展而来的微生物电解电池(MEC)为生物制氢提供了一种全新的方法。本文综述了自2005年MEC发明以来取得的研究进展。简要介绍了MEC制氢的基本原理和系统的评价参数;比较了不同MEC系统结构和电极材料对体系产氢效能的影响;讨论了MEC制氢实际应用中存在的问题和限制因素;提出了MEC制氢今后的研究思路和发展趋势;展望了MEC在利用生物质制氢和有机废水资源化利用中的应用前景。

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。

介绍了生物制氢技术的发展历程,通过分析各种生物制氢技术的特征及研究进展,指出光合生物制氢技术是一种最具发展潜力的生物制氢方法.

包埋细胞颗粒填充床光生物制氢反应器内是带有气液两相流动、底物及产物扩散、颗粒内生化反应的复杂生化反应体系。文中建立了包埋细胞颗粒填充床内含生化反应的多元多相流动及传输特性的多相混合模型,并发展了包埋细胞颗粒光生物制氢反应器底物降解和光合产氢的理论计算方法。模型的理论预测值与填充床反应器底物降解和光合产氢特性实验结果基本符合。

回顾了近30年来盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)在光生物制氢中的应用。就H.halobium可能的光合产氢机理、产氢研究现状及产氢工艺进行概述。分析了盐生盐杆菌光照产氢的主要影响因素,提出未来利用H.halobium生物制氢的研究方向。

厌氧发酵制氢具有产氢能力高、速率快、持续稳定、反应装置的设计操作简单、原料来源广泛且成本低等特点,更易于实现规模化生产,成为制氢领域的研究热点。主要介绍了暗发酵制氢的原理、影响因子,概述了暗发酵制氢工艺的研究现状及发展趋势。

生物质超临界水气化制氢具有高的气化率和产氢率,反应不生成焦油、木炭等副产品。因此超临界水气化制氢是很有发展前途的方法。本文介绍了超临界水气化制氢过程中催化剂研究的最新进展,包括碱性催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂以及矿石类催化剂,同时介绍了这几种催化剂的反应机理。金属催化剂具有明显高的产氢率和低温催化能力,将是今后发展的重点。

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。

氢气因具有洁净无污染、燃烧热值高等优点而被公认为未来的理想燃料。本研究以混合菌种生物制氢反应器的设计与启动为基础，结合分子生物学技术，对反应器启动的影响因子、启动过程中乙醇型发酵的微生物群落演替进行了初步研究。实现UASB生物制氢反应器快速启动的人工调控。这些研究从细胞水平提高系统的产氢能力，加速生物制氢技术的产业化进程具有重要意义。 本研究设计了一套基于可编程逻辑控制器（PLC）的生物制氢反应器

C和Pt/Al2O3的顺序递增.在载体为酸性的催化剂Pt/Al2O3和Pt/HUSY上有利于烃的生成;在多元醇水相重整制氢反应中,产物氢的选择性和产率随碳数增加而降低;在葡萄糖水相重整制氢反应中,产物氢的选择性和收率随其浓度增加而降低,烃选择性在葡萄糖浓度为4.6%时最高,这与葡萄糖的缩合和降解等副反应有关.果糖比葡萄糖更难发生水相重整制氢反应.与低级糖麦芽糖和葡萄糖相比,在多糖淀粉的重整制氢反应中氢选择性和收率较高.

研究了连续流生物制氢反应器(CSTR)启动的工程参数及其控制对策,选择了有机负荷作为生物制氢反应器启动的控制因子。结果表明,在污泥接种量VSS为17.74g/L的前提下,将进水有机负荷控制在8～16kg/(L.d),可在约12天就可以实现生物制氢反应器的快速启动。启动结束时,制氢反应系统内相应pH值和ORP稳定在4.32～460mV;反应器产气量约为3L/d,氢气含量达到75.77%;检测液相末端发酵产物,乙醇含量占44.58%,乙醇和乙酸的质量分数达到77.63%,为典型的乙醇型发酵。

制氢系统的自动化控制对于设备的安全稳定运行和产品质量控制具有重要意义。热电阻炉加热系统是一个具有大惯性、纯滞后、分布参数非线性的系统,采用混合模糊PID控制算法控制电阻炉,既具有模糊控制快速、鲁棒性强的优点,又具有PID稳态精度高的优点。选用西门子公司的S7—300PLC实现控制功能,得到了比较好的控制效果。

以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,以糖蜜废水为底物利用活性污泥制取氢气,着重对有机负荷(OLR)和pH调控下生物制氢反应器乙醇型发酵的快速启动进行了研究。结果表明,在污泥接种量(以VSS计)为17.74g/L、温度为35℃±1℃、水力停留时间(HRT)为6h的条件下,通过调节进水化学需氧量(COD)质量浓度和系统pH值,约12d就可以快速实现生物制氢反应器中微生物的主要代谢类型为乙醇型发酵,实现稳定的氢气生产。

以糖蜜废水为底物,利用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,通过实验在乙醇型发酵情况下,维持其他参数不变,改变反应器内COD浓度,对糖蜜废水厌氧发酵生物制氢进行了研究。结果表明在一定范围内,反应器的产氢产气量随着COD浓度变化成正比,超过某一范围系统即崩溃。

可再生的氢能源作为化石资源的替代品是一个非常重要的途径,水蒸气催化重整生物质快速裂解获得的液体产物生物油是一种可行的制取可再生氢气的过程。本文介绍了生物油水蒸气催化重整反应机理与热力学分析,介绍了催化重整制氢过程催化剂、制氢工艺条件、代表性的反应器及工艺流程。指出水蒸气催化重整生物油制氢反应的主要约束条件是由于碳的沉积导致的催化剂失活。研究开发具有高活性、高选择性、寿命长、机械强度高容易再生的催化剂与制氢反应器是当前及今后研究的重要方向。