氢能的制备氢能制备.ppt

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氢能的制备;目 录;化石燃料制氢?;化石燃料制氢;;甲烷重整(Steam Methane Reformation, SMR ) ;;;;;煤气化制氢工艺;CO2捕获和封存 ;电解水制氢;目 录;制氢技术发展简要;制氢技术发展现状;制氢技术机理及研究方向;制氢技术机理及研究方向;制氢技术机理及研究方向;制氢技术的应用;制氢技术的应用;制氢技术的应用;制氢技术的应用;制氢技术的应用;制氢设备及其安全体系;制氢设备及其安全体系;光解水制氢;Contents;引言;;;;;;影响光催化反应效率的因素;影响光催化反应效率的因素;影响光催化反应效率的因素;光催化制氢反应在解决环境和能源问题上具有广阔的应用前景。虽然经过各国科学家多年的探索和积累,该领域的研究在近些年取得了较大进展,但总的来说,利用太阳能光催化制氢的效率还有待进一步提高,尤其直接分解水制氢的效率还很低,远未达到实际应用的要求。 为了促进该领域的发展,今后光催化制氢可从以下几方面进行深入系统的研究。 (1) 加强基础领域的研究,尤其强化光生载流子分离、传输及反应等微观过程的机理研究,为催化剂的设计提供理论指导; (2) 加强学科间交叉融合,从不同领域汲取营养,如借鉴生物光合过程、光伏电池p-n 结及光电催化原理等,扩展光催化剂设计思路; (3) 借助于材料科学发展的新方法和新思路,制备高效、稳定、具有可见光响应的新型光催化剂; (4) 设计新型的光催化反应系统,为光催化的工业应用打下基础。;生物制氢;Contents;生物制氢:生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢,在生理代谢过程中产生分子氢过程的统称。 生物制氢过程主要包括四种不同方法,分别是: 光解水制氢技术 暗发酵制氢技术 光发酵制氢技术 光发酵和暗发酵耦合制氢技术 ;光解水制氢技术 光解水制氢是微藻及蓝细菌以太阳能为能源,以水为原料,通过光合作用及其特有的产氢酶系,将水分解为氢气和氧气。此制氢过程不产生CO2。蓝细菌和绿藻均可光裂解水产生氢气,但它们的产氢机制却不相同。蓝细菌的产氢是固氮酶催化产氢和氢酶催化产氢;而绿藻在光照和厌氧条件下的产氢则由氢酶催化。 ;暗发酵制氢技术 暗发酵制氢是异养型厌氧细菌利用工业废水和农业废弃物中存在的大量的葡萄糖、淀粉、纤维素等等有机物,通过暗发酵作用产生氢气。以造纸工业废水、发酵工业废水、农业废料(秸秆、牲畜粪便等)、食品工业废液等为原料进行生物制氢,既可获得洁净的氢气,又不另外消耗大量能源。;光发酵制氢技术 光发酵制氢是光合细菌利用有机物通过光发酵作用产生氢气。有机废水中含有大量可被光合细菌利用的有机物成份。 利用有机废水生产氢气要解决污水的颜色(颜色深的污水减少光的穿透性)、污水中的铵盐浓度(铵盐能够抑制固氮酶的活性从而减少氢气的产生)等问题。若污水中COD值较高或含有一些有毒物质(如重金属、多酚、PAH),在制氢必须经过预处理。 ;光发酵和暗发酵耦合制氢技术 光发酵和暗发酵耦合制氢技术,比单独使用一种方法制氢具有很多优势。将两种发酵方法结合在一起,相互交替,相互利用,相互补充,可提高氢气的产量。 ;表1:几种生物制氢方法比较;已研究的产氢生物类群;生物制氢是可持续地从自然界中获取氢气的重要途径之一。现代生物制氢的研究始于20世纪70年代的能源危机。 1990年代因为对温室效应的进一步认识,生物制氢作为可持续发展的工业技术再次引起人们重视。 早前的文献与专利主要为有机物质厌氧发酵制氢或合成气、生物质热分解制氢、生物质超临界转化制氢等技术领域。 2000~2002年对生物的研究主要集中于发酵过程的机制、发酵原料的准备等。 2002~2004年的研究方向主要集中于有机废物的发酵、催化剂的选择等。 2004年之后,其涉及的技术日益多样化,出现了生物质热分解制氢、生物质超临界转化制氢等领域的专利。;目前存在问题及发展前景;模拟氢化酶制氢;目录;氢化酶基本概念 ;氢化酶基本概念 ;氢化酶制氢机理;氢化酶制氢 ; 氢化酶制氢机理;模拟氢化酶制氢;模拟氢化酶制氢;模拟氢化酶制氢;模拟氢化酶制氢;模拟氢化酶制氢;小结; 各种氢能制备技术的比较及发展趋势; 氢能经济的构想 ;背景;由此可以看出,氢能作为一种可再生的清洁的生产能源,它在未来的使用价值是不可估量的,因此有必要探讨氢能制备的最优方式。 目前氢能技术面临的难题 1.制氢:如何实现大规模的廉价制氢? 2.储氢:如何经济、合理、安全地储备氢? 3.利用氢:如何高效率、低成本地利用氢?;;各种制氢方法的

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