生物製氫工業技術

1 光解水製氫技術

guangjieshuizhiqingshiweizaojilanxijunyitaiyangnengweinengyuan，yishuiweiyuanliao
，tongguoguanghezuoyongjiqiteyoudechanqingmeixi，jiangshuifenjieweiqingqiheyangqi。cizhiqingguochengbuchanshengCO。藍細菌和綠藻均可光裂解水產生氫氣，但它們的產氫機製卻不相同。藍細菌的產氫分為兩類：一類是固氮酶催化產氫和氫酶催化產氫

；另一類是綠藻在光照和厭氧條件下的產氫則由氧酶催化。

2暗發酵製氫技術

暗(an)發(fa)酵(jiao)製(zhi)氫(qing)是(shi)異(yi)養(yang)型(xing)厭(yan)氧(yang)細(xi)菌(jun)利(li)用(yong)碳(tan)水(shui)化(hua)合(he)物(wu)等(deng)有(you)機(ji)物(wu)，通(tong)過(guo)暗(an)發(fa)酵(jiao)作(zuo)用(yong)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)。近(jin)年(nian)來(lai)
，采(cai)用(yong)工(gong)農(nong)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)若(ruo)不(bu)經(jing)過(guo)處(chu)理(li)直(zhi)接(jie)排(pai)放(fang)，會(hui)對(dui)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)汙(wu)染(ran)。以(yi)造(zao)紙(zhi)工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)
、發酵工業廢水、農業廢料(秸稈、牲畜糞便等)、食shi品pin工gong業ye廢fei液ye等deng為wei原yuan料liao進jin行xing生sheng物wu製zhi氫qing
，既ji可ke獲huo得de潔jie淨jing的de氫qing氣qi，又you不bu另ling外wai消xiao耗hao大da量liang能neng源yuan。在zai大da多duo數shu的de工gong業ye廢fei水shui和he農nong業ye廢fei棄qi物wu中zhong存cun在zai大da量liang的de葡pu萄tao糖tang
、澱粉、纖維素等碳水化合物，澱粉等高分子化合物可降解為葡萄糖等單糖。葡萄糖是一種容易被利用的碳源。以含澱粉
、纖維素
、有機物的工農業廢料用厭氧暗發酵生產氫氣的過程見下圖。

圖1：含澱粉、纖維素、有機物的工農業廢料用厭氧暗發酵生產氫氣的過程

3光發酵製氫技術

guangfajiaozhiqingshiguanghexijunliyongyoujiwutongguoguangfajiaozuoyongchanshengqingqi。youjifeishuizhonghanyoudaliangkebeiguanghexijunliyongdeyoujiwuchengfen。jinnianlai，liyongniufenfeishui
、精製糖廢水、豆製品廢水、乳製品廢水

、 澱粉廢水、釀酒廢水等作底物進行光合細菌產氫的研究較多。光合細菌利用光能，催化有機物厭氧酵解產生的小分子有機酸、醇類物質為底物的正向自由能反應而產氫。利用有機廢水生產氫氣要解決汙水的顏色(顏色深的汙水減少光的穿透性)、汙水中的銨鹽濃度(銨鹽能夠抑製固氮酶的活性從而減少氫氣的產生)等問題。若汙水中COD值較高或含有一些有毒物質(如重金屬、多酚
、PAH)，在製氫必須經過預處理。

4光發酵和暗發酵耦合製氫技術

光guang發fa酵jiao和he暗an發fa酵jiao耦ou合he製zhi氫qing技ji術shu
，比bi單dan獨du使shi用yong一yi種zhong方fang法fa製zhi氫qing具ju有you很hen多duo優you勢shi。將jiang兩liang種zhong發fa酵jiao方fang法fa結jie合he在zai一yi起qi
，相xiang互hu交jiao替ti
，相xiang互hu利li用yong，相xiang互hu補bu充chong
，可ke提ti高gao氫qing氣qi的de產chan量liang。

總zong體ti上shang，生sheng物wu製zhi氫qing技ji術shu尚shang未wei完wan全quan成cheng熟shu，在zai大da規gui模mo應ying用yong之zhi前qian尚shang需xu深shen入ru研yan究jiu。目mu前qian的de研yan究jiu大da多duo集ji中zhong在zai純chun細xi菌jun和he細xi胞bao固gu定ding化hua技ji術shu上shang，如ru產chan氫qing菌jun種zhong的de篩shai選xuan及ji包bao埋mai劑ji的de選xuan擇ze等deng。在zai上shang述shu生sheng物wu製zhi氫qing方fang法fa中zhong
，發fa酵jiao細xi菌jun的de產chan氫qing速su率lv最zui高gao，而er且qie對dui條tiao件jian要yao求qiu最zui低di，具ju有you直zhi接jie應ying用yong前qian景jing；而光合細菌產氫的速率比藻類快
，能量利用率比發酵細菌高，且能將產氫與光能利用、youjiwudequchuyoujidiouhezaiyiqi，yinerxiangguanyanjiuyezuiduo，yeshijuyouqianzaiyingyongqianjingdeyizhongfangfa。feiguangheshengwukejiangjiedafenziwuzhichanqing
，guanghexijunkeliyongduozhongdifenziyoujiwuguanghechanqing，erlanxijunhelvzaokeguangliejieshuichanqing

，yijushengtaixueguilvjiangzhiyoujijiehedegongchanqingjishuyiyinqirenmendeyanjiuxingqu。hunhepeiyangjishuhexinshengwujishudeyingyong
，jiangshishengwuzhiqingjishugengjuyoukaifaqianli。