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H2制造工艺详解一．电解水制氢多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。
阳极出氧气，阴极出氢气。
该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。
这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。
像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
二．水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。
有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。
像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
三．由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
四．焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。
此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。
五．电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。
像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。
六．酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。
生物制氢技术的原理和发展现状王德民摘要：介绍了生物制氢的基本原理、三种生物制氢的基本方法，并对这三种方法进行了比较；简要介绍了生物制氢技术的国内外发展历程；最后总结了生物制氢技术研究方向，指出了光合生物制氢是最具发展前景的生物制氢方法。
关键词：氢气、生物制氢、光合生物、发酵细菌1．前言随着能源短缺以及能源使用过程产生的环境污染问题的日益严重，人类面临着寻求绿色、新能源的巨大难题。
氢能具有清洁、高效、可再生的特点，是一种最具发展潜力的化石燃料替代能源。
与传统的热化学和电化学制氢技术相比，生物制氢具有低能耗、少污染等优势。
生物制氢技术的发展在新能源的研究利用中日趋受到人们的关注。
本文主要介绍了生物制氢的基本原理、生物制氢的三种方法和此技术的研究发展现状。
2．生物制氢技术的基本原理与方法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]。
广义地讲，生物制氢是指所有利用生物产生氢气的方法，包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等[4,5]。
狭义地讲，生物制氢仅指微生物产氢，包括光合细菌（或藻类）产氢和厌氧细菌发酵产氢等[2,6,7,8,9]。
本文只讨论狭义上理解的生物制氢，这也是利用生物制氢的主要研究方向[3,6]。
迄今为止一般采用的方法有：光合生物产氢，发酵细菌产氢，光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。
各种生物制氢方法有不同的特点[10]。
2.1下面简要介绍下生物制氢的三种方法1）光合生物产氢利用光合细菌或微藻将太阳能转化为氢能[8,11]。
目前研究多的产氢光合生物主要有蓝绿藻、深红红螺菌、红假单胞菌、类球红细菌、夹膜红假单胞菌等[6,17]。
蓝藻与绿藻在厌氧条件下，通过光合作用分解水产生氧气和氢气，它们的作用机理与绿色植物的光合作用机理相似。
作用机理见图1[13]，这一光合系统中,具有两个独立但协调起作用的光合作用中心；接收太阳能分解水产生H+、电子和O2的光合系统Ⅱ( PSⅡ)以及产生还原剂用来固定CO2的光合系统Ⅰ( PSⅠ)。
文章编号：１００６－４１８４（２００８）０２－００１４－０４收稿日期：２００７－１０－１５作者简介：蒋志城（１９７８－），男，讲师，在读硕士生，主要研究方向：生物化工。
技术进展生物发酵制氢技术的研究及进展蒋志城１，２（１．浙江工业大学，浙江杭州３１００１４；２．杭州职业技术学院，浙江杭州３１００１８）摘要：生物制氢技术具有无污染、成本低、可再生等优点，生物制氢在新能源的研究利用中占有日趋重要的位置。
本文概述了国内生物制氢技术研究的现状。
对厌氧发酵制氢的影响因素进行了阐述。
对生物制氢技术当前存在的问题进行了探讨，并对未来发展进行了展望。
关键词：生物制氢；发酵；生物能源随着世界经济的快速发展和人口的迅速增加，大量开采和使用矿物能源带来的能源短缺和环境污染问题，已促使人类更多地关注对可再生能源和清洁能源的开发和利用。
寻找新的可替代能源和开发可再生能源体系是实现社会可持续发展的必然选择。
氢气是一种清洁、高效的能源，有着广泛的工业用途，潜力巨大，制氢的研究逐渐成为人们关注的热点，但将其他物质转化为氢并不容易。
新兴的生物制氢法是利用某些微生物以有机物为基质产生氢气的一种制氢方法，由于该方法可以在降解有机物的同时产生氢气，来源丰富，价格低廉，将可再生资源利用、污染治理和制氢联合进行，被认为是最具潜力的氢能生产技术之一，因此，已成为目前的研究热点。
生物制氢过程可分为厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢两大类。
其中，前者所利用的微生物为厌氧光合细菌（及某些藻类），后者利用的则为厌氧化能异养菌。
与光合制氢相比，发酵制氢过程具有微生物比产氢速率高、不受光照时间限制、可利用的有机物范围广、工艺简单等优点。
因此，在生物制氢方法中，厌氧发酵制氢法更具有发展潜力。
１国内生物制氢发展情况生物制氢技术研究在我国发展较晚，但进展迅速，无论是光解生物制氢技术还是发酵法生物制氢技术，其研究成果均己达到国际水平。
１９７９年，成都生物研究所的刘克鑫、徐洁泉［１］等在沼气发酵污泥的富集培养物中加入薯芋粉完全抑制了产甲烷，转而产氢气，并从中分离出了２４株产氢细菌。
连续发酵的名词解释在生物学领域中，连续发酵是指一种在连续流动的容器中持续进行的微生物发酵过程。
相比于传统的批量发酵，连续发酵技术能够在相对稳定的条件下保持长时间的发酵活性，具有许多优势和应用潜力。
1. 连续发酵的原理连续发酵的原理基于微生物对环境的适应能力。
通过将底物连续加入流动反应器中，微生物能够不断吸收和利用底物进行生长和代谢，同时产生所需的产物。
相对于批量发酵，连续发酵可以维持相对稳定的培养环境，避免底物和产物浓度波动带来的不利影响，从而提高了发酵效率和产物质量。
2. 连续发酵的应用2.1 生物燃气生产连续发酵在生物燃气（生物甲烷）生产中具有广泛的应用。
将有机废弃物如农业残渣、畜禽排泄物等投入连续发酵反应器中，通过细菌的代谢作用，可以产生大量的甲烷气体。
这种生物燃气是一种可再生能源，不仅可以减少化石能源的使用，还能有效治理废弃物和减少温室气体排放。
2.2 乙醇生产连续发酵还被广泛应用于乙醇生产。
将植物纤维素类废物如秸秆等转化为乙醇的过程中，采用连续发酵技术可以提高发酵产能和产物纯度。
通过定量加入底物和连续排出产物的方式，可以减少底物浓度对微生物生长的抑制作用，从而保证发酵反应的稳定进行。
2.3 食品工业在食品工业中，连续发酵技术广泛应用于酿酒、酱油、酸奶等产品的生产。
通过控制底物供应和产物排放速率，可以维持微生物在发酵过程中的活性和稳定性，从而获得更好的产品质量和产能。
3. 连续发酵的优点3.1 高产能相比于批量发酵，连续发酵可以保持持续的反应条件，减少底物和产物的波动，从而能够实现更高的产能。
这对于大规模工业化生产是非常有利的。
3.2 能耗低连续发酵能够通过精确控制底物供应速率和排放速率，最大限度地提高底物利用率。
这种精细的控制使得反应过程能够高效进行，相比于批量发酵，在相同产出的情况下，节约了能源和原料成本。
3.3 稳定性高由于连续发酵能够维持相对稳定的反应环境，微生物的生长和代谢状态能够得到有效控制。
生物制氢的研究进展氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。
氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生COZ，可以实现真正的“零排放”。
此外，氢与其它含能物质相比，还具有一系列突出的优点。
氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍；用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其它各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30－60％，如作为燃料电池的燃料，效率可高出一倍；氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用；在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电。
氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。
小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上；氢也能直接作为发动机的燃料，日本已开发了几种型号的轻能车。
预计到21世纪初，燃氢发动机将在汽车、机车、飞机等交通工具的应用中实现商业化。
氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。
在这些方法中，90％都是通过天然的碳氢化合物一天然气、煤、石油产品中提取出来的。
除了生物制氢技术外，其它的制氢技术都要消耗大量的化石能源，而且也要在生产过程中造成环境污染，所以采用生物制氮技术，减少环境污染，节约不可再生能源，可能成为未来能源制备技术的主要发展方向之一。
1、生物制氢技术的发展早在19世纪，人们就已经认识到细菌和藻类具有产生分子氢的特性。
20世纪70年代的石油危机使各国政府和科学家意识到急需寻求替代能源，生物制氢第一次被认为具有实用的可能，自此，人们才从获取氢能的角度进行各种生物氢来源和产氢技术的研究。
当今世界所面临的能源与环境的双重压力，使生物制氢研究再度兴起。
各种现代生物技术在生物产氢领域的应用，大大推进了生物制氢技术的发展。
发明专利：一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法摘要：本发明涉及一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法，旨在提供一种高效、环保且可持续的废水处理和氢能生产技术。
该方法利用电化学反应将废水中的有机污染物降解为无害物质，并通过水电解反应同时产生氢气。
通过充分利用废水资源和开发清洁能源，实现了废水处理的同时联产制氢的目的。
具体实施步骤：1. 废水预处理：对废水进行预处理，如去除悬浮物、沉淀杂质等，以净化废水并提高后续处理效果。
2. 电化学处理：将经过预处理的废水导入电化学反应器中，采用电极系统和电解质溶液进行电化学处理。
废水中的有机污染物在阳极处发生氧化反应，被降解为无害物质。
3. 氢气生成：在电化学反应过程中，通过在阴极处进行水电解反应，利用废水中的水分子产生氢气。
收集并提取产生的氢气作为能源。
4. 沉淀物处理：根据电化学反应后产生的沉淀物特性，进行相应的处理和回收。
可以采用沉淀、过滤等方法将沉淀物分离并处理。
效果和优势：1. 高效废水处理：通过电化学反应将废水中的有机污染物降解为无害物质，实现了高效的废水处理，减少对环境的污染。
2. 联产制氢：利用电化学反应过程中的水电解反应，同时产生氢气，实现了废水处理和清洁能源生产的联产。
3. 资源循环利用：通过将废水中的有机污染物转化为氢气，实现了对废水资源的循环利用和能源开发。
4. 环保可持续：该工艺方法遵循绿色环保原则，减少对传统能源的依赖，实现了废水处理和能源生产的可持续发展。
综上所述，本发明提供了一种电化学处理废水联产制氢的工艺方法，通过电化学反应将废水中的有机污染物降解为无害物质，并同时产生氢气。
该方法实现了高效、环保且可持续的废水处理和能源生产，具有广阔的应用前景和经济价值。
生物质能制氢方法原理和经济性导读：1、生物质制氢气方法；2、生物质生物发酵制氢原理；3、光合细菌产氢示意图；4、黑暗厌氧发酵产氢示意图；5、生物制氢应用到工业中的经济性。
生物质是一种复杂的材料，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，以及少量的单宁酸、脂肪酸、树脂和无机盐。
这种可再生的原材料具有很大的潜力，可用于发电和生产高附加值化学品。
生物质能源作为一种新型可再生能源用于制氢，是绿色氢气的重要来源。
生物质制氢的主要途径为生物质发电，然后用电解水制氢；或者生物质发酵制氢；或者用生物质化工热裂解制氢；还可以利用生物质制成乙醇，再进行乙醇重整制氢。
可表示为表4-2。
表4-2生物质制氢气方法生物质发电，再用此电电解水制氢，与通常的电解水制氢并无不同。
这里主要介绍生物质生化发酵制氢、生物质化工热裂解制氢和生物质制乙醇、乙醇制氢。
生物质生物发酵制氢原理根据所用的微生物、产氢底物及产氢机理，生物制氢可以分为3种类型：①绿藻和蓝细菌(也称为蓝绿藻)在光照、厌氧条件下分解水产生氢气，通常称为光解水产氢或蓝、绿藻产氢；②光合细菌在光照、厌氧条件下分解有机物产生氢气，通常称为光解有机物产氢、光发酵产氢或光合细菌产氢；③细菌在黑暗、厌氧条件下分解有机物产生氢气，通常称为黑暗(暗)发酵产氢或叫发酵细菌产氢。
(1)光解水产氢(蓝、绿藻产氢)蓝细菌和绿藻的产氢在厌氧条件下，通过光合作用分解水产生氢气和氧气，所以通常也称为光分解水产氢途径。
其作用机理和绿色植物光合作用机理相似，这一光合系统中，具有两个独立但协调起作用的光合作用中心：接收太阳能分解水产生H+、电子和O2的光合系统Ⅱ(PSⅡ)以及产生还原剂用来固定CO2的光合系统I(PsI)。
PSⅡ产生的电子，由铁氧化还原蛋白(Fd)携带经由PSn和PSI到达产氢酶，H+在产氢酶的催化作用下在一定的条件下形成H2。
产氢酶是所有生物产氢的关键因素。
绿色植物由于没有产氢酶，所以不能产生氢气，这是藻类和绿色植物光合作用过程的重要区别所在，因此除氢气的形成外，绿色植物的光合作用规律和研究结论可以用于藻类新陈代谢过程分析。
生物质制氢的工艺流程主要包括以下步骤：
生物质原料的准备：将生物质原料进行破碎、干燥、脱硫等预处理，以便后续的转化过程。
生物质的热解：将预处理后的生物质放入热解反应器中进行热解，得到生物油、气体和生物炭。
生物油的提纯和加工：将热解得到的生物油进行提纯和加工，得到高品质的生物燃料或化学品。
气体的处理和提纯：将热解得到的气体进行净化、提纯和催化转化，得到高纯度的氢气。
生物炭的利用：将热解得到的生物炭进行进一步的处理和利用，如制备活性炭、炭黑等。
需要注意的是，生物质制氢工艺流程中的每一步都需要严格的温度、压力、时间等控制条件，以确保最终产品的品质和产率。
此外，生物质制氢技术也需要与其他能源技术、化工技术等进行集成和优化，以实现能源的高效利用和减少对环境的影响。
生物制氢的方法1、生物发酵制氢装置2、高效发酵法生物制氢膨胀床设备3、高效微生物制氢及氢能-电能转化一体化装置4、利用农作物生物质制氢及氢能发电装置5、从生物质制取富氢气体的方法和装置6、利用再生资源制备乙炔气体的方法7、串行流化床生物质气化制氢装置及方法8、折流发酵制氢反应设备9、一种利用污水厂剩余污泥厌氧发酵制氢的方法与装置10、有机固态物质的连续式超临界水气化制氢方法与装置11、植物秸秆生物制氢发酵液的制备方法12、一种生物质制取含氢气体的方法13、固体热载体催化气化生物质制取富氢气体的方法14、天然混合厌氧产氢微生物的筛选方法15、利用工业有机废水生物制氢的方法16、使用汽爆植物秸秆发酵制备氢气的方法17、一种海洋绿藻两步法生物光解水制氢方法18、用农业固体废弃物生产氢气的方法19、一种生物质下吸式气化炉催化制氢的方法及其装置20、有机废水处理生物制氢方法与设备21、一种生物制氢发酵液的制备方法22、糖类、蛋白质、有机酸生物制氢发酵液的制备方法23、用垃圾、生物质和水为原料的等离子体制氢方法及设备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。
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。
蓝细菌的产氢分为两类：一类是固氮酶催化产氢和氢酶催化产氢；另一类是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碳水化合物等有机物，通过暗发酵作用产生氢气。
近年来，采用工农业废弃物若不经过处理直接排放，会对环境造成污染。
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。
利用糖蜜废水厌氧发酵法生物制氢(翻译）Li Yong-feng1,2,Han Wei2,Xu Jing-li1,CHEN Hong2,WANG Lu2,YANGChuan-ping2（1．College of Chemist and Chemical Engineering,Shanghai University,Engineering andScience,Shanghai201620;2.School of Forestry,University of Northeast Forestry,Harbin150040）摘要：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,对糖蜜废水厌氧发酵生物制氢进行了实验.结果显示,在实验条件下,反应器具有持续产氢能力,反应器运行稳定后氢气含量达到75%，COD平均去除率8%左右,产氢效果显著,糖蜜废水可作为CSTR反应器中发酵法生物制氢底物。
关键词：生物制氢厌氧发酵糖蜜废水1介绍随着能源价格的上涨，更多人关注到环境保护问题，制氢作为一种再生的资源吸引了很多关注。
有很多种方法用于生物制氢，例如太阳能制氢，分解水制氢，电解水制氢，水气转换制氢，分解甲烷制氢，微生物制氢等等。
尽管每一种方法都有很多缺点，但是生物制氢是无污染，高效率，低消耗，具有巨大发展潜质和投入工业生产的一种方法。
目前研究和生物制氢的发展都集中关注到光合制氢中。
由于厌氧发酵生物制氢的优点，被越来越多在这个领域证明有很大研究价值的研究学者所接受。
学者们已经表明，利用厌氧发酵生物制氢是有效的。
现在大部分研究都在续批处理和半连续流动实验中，仍然需要进一步发展和研究，以实现产业化。
基于连续流动实验的学习，研究环境因素对促进生物制氢产业化的影响是很重要的。
厌氧发酵生物制氢法能够利用多种基质，例如葡萄糖，淀粉，蔗糖，很多研究者甚至用有机固体废物作为基质。
然而利用有机物作为基质进行生物制氢的研究依然还在探索中。
生物质制氢的光合细菌连续培养技术实验研究摘要：为了解决规模化光合细菌生物制氢工艺中，生产菌种连续培养的问题，系统地测定了光合细菌混合菌群的生长曲线，根据标准曲线计算出不同初始 OD660值的培养液中光合细菌的倍增周期，结合光合细菌连续制氢工艺对生产菌种的基本要求和工程实际，设计了一套培养液部分循环连续培养实验装置，试运行实验结果显示：在初始菌液 OD660值为0.273、厌氧、（30±1）℃、1200 Lux 连续光照、培养周期 38 h 的条件下，部分循环连续培养的出口菌液 OD660值可控制在 0.38～0.74，符合光合制氢对生产菌种的要求。
关键词：光合细菌；制氢；生物质；连续培养；倍增周期；部分循环0 引言氢能作为未来的重要清洁能源，将为解决中国能源安全、环境污染和社会经济的可持续发展问题发挥重要作用。
生物制氢是利用微生物转化生物质产生氢气的一类制氢方法。
与传统的热化学方法相比，生物制氢具有节能、原料可再生、生产条件温和（中性、30℃左右）且环境友好等突出的优势，在氢气生产技术研究领域中的地位越来越显著[1, 2, 12]。
目前，世界上，包括中国在内的许多国家和组织，投入大量的人力和物力，进行生物制氢技术的研究开发[3]。
以光合细菌直接利用太阳能，在温和的条件下处理富含生物质的有机废水（粪便污水、农产加工废水等），在获取氢气的同时减轻了环境污染程度，应用前景广阔，受到国家和科学界的大力支持[4, 5]。
近几年，光合细菌直接利用太阳能制氢技术研究，得到了国家 863 计划、国家自然科学基金等项目的支持，相关技术研究已经取得了一定的突破，目前，项目研究进入了中小规模的生产性技术研究阶段，主要目标是解决光合生物的连续、高效和规模化制氢工艺问题，其中，生产菌种的连续、稳定供应则是整个生产工艺中的关键环节。
截止目前，国内外关于微生物连续培养技术的研究和应用已有不少报收稿日期：2007-08-10 修订日期：2007-12-16基金项目：国家自然科学基金项目（50676029）；国家高技术研究发展计划（863 计划）项目（2006AA05Z119）；教育部博士点专项科研基金项目（20060466001）作者简介：师玉忠（1965－），男，副教授，博士生，主要从事农业生物环境与能源工程领域的研究工作。
