Mg-60wt﹪LaNi<,5>的机械合金化和储氢性能研究

在3.0MPa氢气气氛下机械合金化Mg-60wt﹪LaNi<,5>制备出复合储氢材料,XRD分析表明球磨60h后的物相为Mg<,2>NiH<,4>,β-MgH<,2>和LaH<,3>,制备出的Mg<,2>NiH<,4>相具有正方晶系的结构;对材料的热力学和动力学特性研究表明:该复合材料具有较高的活性,室温下15分钟内的吸氢量为2.37﹪;在5.0MPa氢气压力和373K~473K之间的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的80﹪以上,在5.0MPa氢气压力和523K~553K之间的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的90﹪以上;在553K的最大吸氢量为4.23wt﹪.

氢在碳纳米纤维中吸附的计算机模拟研究

本文利用分子模拟的方法模拟了氢气分子在平板状碳纳米纤维中的吸附.氢气分子之间的相互作用势能采用Lennard-Jones势能模型,氢气分子和碳原子之间的相互作用势能采用Crowell-Brown势能模型.本文分别模拟了石墨层间距离分别为3.35A、6A、9A以及15A时氢在77K和298K下的吸附等温线,分析了不同石墨层层间距对吸附性能的影响,得到了平板状碳纳米纤维吸附储氢的最佳石墨层层间距和合理的吸附压力和温度.

煤一步制氢的影响因素分析

将煤简化为纯碳,采用Aspen软件,对煤一步制氢工艺中不同温度、压力及不同进料比等工况进行了计算,分析了温度、压力及不同进料比对最终产物的影响.结果表明,直接制氢适宜的气化温度为923~973K;在水蒸气分压力不变的条件下增加气化压力将导致气体产物的量减少,但增加水蒸气分压力(气化压力随之增加),气体产物的量将增加;吸收剂有一个最佳的量;温度对直接制氢的影响大于压力,而压力对甲烷的含量有重要影响.

氢气在大量高纯度定向碳纳米管束中的吸附

采用大量高纯度过直径分布均匀且定向排列的多壁碳纳米管束,在室温下用于氢气吸附.实验结果表明,碳纳米管的表面和管与管之间的间隙位置都可以吸附氢分子,该样品的吸氢能力达到0.82wt﹪,其中间隙位置对氢气吸附是十分重要的.

催化剂在生物质超临界水催化气化制氢中的作用

催化剂在生物质超临界水气化技术的发展中起着举足轻重的作用.本文对超临界水气化过程中的催化剂进行了分析,并以氢气产量、氢气化率、碳气化率、气化率以及气态产物中的氢气含量和气体热值为评价指标,以葡萄糖、锯木屑和污泥为原料对各种催化剂作用下的产氢效果进行了比较,优选出较为合适的催化剂.

氮杂二氧化钛的合成与制氢性能研究

本文合成了TiO<,2-x>N<,x>催化剂,通过XRD分析、元素分析和紫外光谱谱对其结构进行了表征.研究了TiO<,2-x>N<,x>催化剂分别在紫外和可见光照射下的光催化分解水制氢性能,结果表明TiO<,2-x>N<,x>是一种在可见光条件下具有产氢活性的新型催化剂.

发酵产氢细菌产氢基因及其克隆策略

利用高浓度有机废水生物制氢是环境工程重要的研究领域.本文对发酵产氢细菌产氢代谢的关键酶——氢化酶及其控制基因的研究现状进行了综述.氢化酶可以分为NiFe氢化酶、Fe氢化酶及无金属氢化酶.其控制基因的研究相当广泛.进行氢化酶控制基因的克隆的首选办法是进行相关物种氢化酶基因的网上查询,并设计引物克隆基因;其次是建立基因组文库或cDNA文库,利用核酸杂交技术或功能克隆技术进行氢化酶基因的克隆;第三,分离纯化氢化酶蛋白并进行氨基酸测序,根据氨基酸顺序设计引物进行目的基因的克隆,或免疫抗体分离克隆目的基因.通过氢化酶及其控制基因的克隆研究,可以构建高效产氢工程菌,从而使进一步提高发酵产氢系统的产氢能力,

发酵产氢细菌厌氧分离培养技术的改良

厌氧产氢细菌的分离纯化与培养是发酵法生物制氢技术的基础课题之一,现有细菌的厌氧分离制备技术和培养基都存在着操作繁琐和成分复杂问题.通过厌氧培养技术比较和细菌生长试验,确定了"煮沸吹氮去氧,固液交替分离"的厌氧产氢细菌分离纯化培养改良Hungate技术与宽体窄颈培养瓶平板技术.通过培养基组成成分的增减和细菌增长、种类和数量的研究确立了厌氧发酵产氢细菌的分离和富集培养基.利用这些厌氧培养技术,已成功分离培养了550余厌氧菌株系.

利用叠层太阳电池制氢的研究综述

本文综述了目前国际上利用太阳电池制备氢气的研究进展.太阳电池制氢分为两种,一种是一步法,另一种是两步法.本文分析了这两种方法的特点.国际上目前研究的重点是一步法制备氢气.本文还进一步讨论了利用太阳能电池制作制氢器件所须解决的一系列问题,包括表面催化电极的制备、叠层电池的各结之间的能带匹配、表面防腐层的选择、以及器件结构的设计等一系列问题.

煤的催化气化制氢研究评述

通过煤的催化气化来制取氢气,可以将热值低,利用过程污染大,利用率低的煤转化成高能密度、可高效利用的清洁能源——氢能,该技术具有良好的经济前景和环保优势.本文对国内外煤的催化气化制氢及相关研究进行了综合评述,并分析了煤的催化气化制氢的主要影响因素,并就进一步的研究方向进行了讨论.

生物制氢反应系统初始容积负荷对乙醇型发酵形成的影响

本文采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),以糖蜜废水为底物,研究了在其他工程控制参数一致的条件下,不同初始COD容积负荷对生物制氢反应器启动过程中乙醇型发酵形成的影响.研究表明,在污泥接种量不小于6.24gVSS/L、初始容积负荷为7.0kg COD/(m<'3>·d)、水力停留时间(HRT)为6h、系统pH和氧化还原电位(ORP)分别在4.0~4.3和-190~-220mV之间等条件下,可在30d左右完成乙醇型发酵菌群的驯化,实现生物制氢反应器的快速启动.由不同实始容积负荷3.0kg/(m<'3>·d)、7.0kg/(m<'3>·d)、10.0kg/(m<'3>·d)条件下形成的乙醇型发酵菌

生物质催化制氢机理研究

在小型流化床反应器中研究了一种松木粉在反应温度700℃~900℃,压力0.1MPa条件下催化气化制氢反应,考察了气化剂、反应条件对氢气产率的影响及催化剂对焦油裂解的作用,发现生物质催化气化是一种有效的制氢方法.同时采用热重分析研究了该松木粉及生物质主要组分纤维素和木质素的快速热分解反应机理,探讨了催化剂在提高气体产率及氢产率方面的作用.

太阳光分解水制氢研究展望

本文围绕太阳能光催化中可见光的利用和量子转换效率提高两个基本问题,系统地介绍光电化学法、半导体光催化法、染料和金属有机配合物光催化法、光生物法等太阳能光分解水制氢的途径.

硫化氢超绝热分解制氢技术

惰性多孔介质中的超绝热燃烧技术具有高效低污染的特点,利用该技术可以处理含有毒有害成分的工业废气.在不使用催化剂和外加热源情况下,利用H<,2>S在多孔介质中超绝热部分氧化,在回收硫的同时可以制氢,从而降低环境污染.本文介绍了超绝热燃烧的特点及其实现机理,综述了H<,2>S超绝热分解制氢的最新进展,评述了该技术相对Claus过程的优越性,以期引起能源与环保相关行业对这一发展动向的关注.

生物制氢系统及其产氢机制

本文讨论了光合成生物制氢系统、光分解生物制氢系统、水气交换反应生物制氢系统、光合-发酵杂交生物制氢系统和厌氧发酵生物制氢系统、离体氢酶生物制氢系统等6个生物制氢系统,并讨论了产氢机制.

碳纤维复合材料高压储氢容器研究与结构设计

氢能的储运技术是氢能利用的关键环节之一,本文对车用燃料氢气的储存技术进行了综述和比较,提出高压储氢是氢气储存的主要方向之一.阐述了碳纤维复合材料高压容器的技术原理和结构特点,通过改变压力容器的结构形式达到防止氢气渗漏、延长容器使用寿命、提高系统储氢量等综合性能.

物流分布对板翅式制氢反应器性能的影响

建立了板翅式制氢反应器中的三维数学模型,并采用此模型对反应器内部的温度分布进行了数值计算,并且和实验结果相结合,对不同方式的燃烧气流分布的效果进行分析.计算和分析结果均表明:燃烧气流分布均匀与否对反应器性能的影响较大,通过改进气体分布可以有效地改善反应器内部的温度分布及反应性能.

一株发酵产氢细菌对戊糖的氢气转换及产氢机理

发酵法生物制氢越来越受到人们的重视,开发产氢细菌利用戊糖生产氢气,对于扩大生物制氢系统底物利用范围十分有意义.利用制氢活性污泥分离培养的一株厌生物氢杆菌属菌株,进行了阿拉伯糖、核糖醇和木糖苷等戊糖产氢发酵试验,发现菌株Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.能够利用五碳糖发酵产氢.产量分别是620ml/1L Culture,440ml/1L culture和640ml/1L culture.本研究为利用纤维素、半纤维素和木质素的酶解液生产氢气提供了基础资料.戊糖发酵产氢可能的机理是,碳源通过戊糖磷酸途径或磷酸解酮糖进入代谢途径并进行乙醇型发酵产氢.

乙醇水蒸气重整制氢催化剂研究

用浸渍法制备了以CeO<,2>为助剂的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/CeO<,2>/γ-Al<,2>O<,3>).该种催化剂在较低的温度下具有较高的乙醇转化率和氢气选择性,并使副产物CH<,4>和CO的选择性限制在较低水平.当进料(水醇摩尔比为3.8)速率为0.2ml/min时,催化剂在600℃的乙醇转化率和氢气选择性分别为1和0.92.

制氢体系中催化燃烧换热器

催化燃烧换热器具有高效、经济和环境友好等特点.本文详细阐述了催化燃烧换热器在制氢体系中的重要意义,以及国内外对于催化燃烧换热器的研究现状.通过对制氢系统中不同结构的燃烧换热器的比较,指出了它们各自的优缺点.结合本实验室在75kW甲醇水蒸汽重整制氢和5kW甲烷重整制氢体系开发过程中催化燃烧换热器的设计所涉及到的一些相关问题,指出现阶段对于催化燃烧换热器的研究还存在很大的欠缺.同时,指出开展催化燃烧换热器相领域的研究在进一步优化制氢体系过程中的必要性.最后提出了研究的着眼点和解决问题的措施.

质子交换膜燃料电池用天然气重整制氢进展

本文介绍了固定式质子交换膜燃料电池用氢气的各种天然气重整方法,其中包括水蒸气重整法、自热重整法和化学闭合燃烧法.同时简述了氢气进一步纯化的水煤气变换反应、选择氧化、变压吸附和气体膜分离脱一氧化碳的方法.通过上述重整和提纯的处理,最终能制备出满足固定式质子交换膜燃料电池要求的氢气.

中国发酵法生物制氢技术研究进展

氢气是可以再生的,对环境没有污染的未来替代能源.从上个世纪九十年代,我们开始了发酵法生物制氢工艺的研究.经过近13年,中国科学家已经建立了工艺流程,控制条件,细菌学,生态学的研究,完成了实验室小试,中试,即将进行示范工厂的开工.目前,正在开展工厂现场调试,菌种改良和分子生物学等多学科的研究.我国发酵法生物制氢技术继续领先于世界.目前,欧洲,美国和日本都已经把注意力转向发酵法生物制氢技术上来,围绕着技术研究的竞争将日趋激烈.

中国西南山区氢能资源开发的工业经济分析

可以预见,氢能资源是21世纪替代石油天然气资源而一跃成为第一能源的资源.制氢有三种方法,其中电解水制氢的方法,在严格有限的范围内、在水资源丰富、水电价格便宜的许多国家都在工业上普遍应用.中国西南山区是一个水力资源丰富、水电价格十分便宜的地区,水电资源可达200kw/km<'2>以上,占全国水力资源总量的67﹪,在中国西南山区建立梯级水电站群,并站联网后建立一个庞大的氢能产生基地,实现水能→电能→氢能的转变.中国西南山区利用水电解法获取氢能的成本仅为美国等先进国家氢能成本的1/10左右,在国内、国际市场具有很强的竞争力,是中国西部大开发中一项举足轻重的科学试验项目.

CdS光催化分解水产氢动力学研究

采用高压汞灯作光源,分别研究了CdS催化剂用量、空穴清除剂浓度、空穴清除剂种类及光强对CdS光催化分解水产氢性能的影响.研究表明,催化剂具有最佳加入量.同时随着入射光强的增加,光催化分解水制氢速率呈加速上升趋势,这为太阳能聚光反应器的设计提供了理论依据.用双曲模型对CdS光催化产氢的反应机理与过程进行了动力学分析与计算,得到的反应速率的表达式和实验结果相符.

C<,3>H<,8>、CO<,2>催化重整制氢催化剂制备及其性能研究

本文拟采用Al<,2>O<,3>负载的过渡金属镍为催化剂,对C<,3>H<,8>的CO<,2>重整制氢进行了初步探索,并对镍的含量以及部分助催化剂的影响进行了考察,同时作了部分表征研究.