生物质制氢

生物法制氢是利用微生物在常温常压下进行酶催化反应制氢的方法。生物法制氢可分为厌氧发酵有机物制氢和光合微生物制氢两类。

光合微生物制氢是指微生物（细菌或藻类）通过光合作用将底物分解产生氢气的方法。在藻类光合制氢中，首先是藻类通过光合作用分解水，产生质子和电子并释放氧气，然后藻类通过特有产氢酶系的电子还原质子释放氢气。在微生物光照产氢的过程中，水的分解才能保证氢的来源，产氢的同时也产生氢气，在有氧的环境下，固氧酶和可逆产氢酶的活性都受抑制，产氢能力下降甚至停止。因此，利用光合细菌制氢，提高光能转化效率是未来研究的一个重要方向。

厌氧发酵有机物制氢是在厌氧条件下，通过厌氧微生物（细菌）利用多种底物在氮化酶的作用下将其分解制取氢气的过程。这些微生物又被称为化学转化细菌，包括大肠埃希式杆菌、拜式梭状芽孢杆菌、产气肠杆菌、丁酸梭状芽孢杆菌、褐球固氮菌等。底物包括：甲酸、丙酮酸、CO和各种短链脂肪酸等有机物、硫化物、淀粉纤维素等糖类，这些底物广泛存在于工业生产的污水和废弃物之中。厌氧发酵细菌生物制氢的产率一般较低，为提高氢气的产率除选育优良的耐氧菌种外，还必须开发先进的培育技术才能够使厌氧发酵有机物制氢实现大规模生产。

生物质热化学转换制氢是指将生物质通过热化学反应转换为富氢气体的方法。基本方法是将生物质原料（薪柴、锯末、麦秸、稻草等）压制成型，在气化炉（或裂解炉）中进行气化或裂解反应可制得富氢燃料气。根据反应装置和具体操作步骤的不同，生物质热化学制氢可以细分为：生物质热解制氢、生物质气化制氢、生物质超临界气化、生物质催化裂解和生物质热解气化等。虽然称呼不同，但是这些方法的原理基本相同。在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含特定比例的CO和H2等可以燃气体，并且将产生的焦油再经过催化裂解进一步转化为小分子气体、富氢气体的过程。对于生物质热化学制氢工艺来说，选择制氢工艺需要综合考虑：制氢的单位产量、富氢气体中氢气的浓度和组分、制氢过程运行的稳定性、不同生物质原料的适应性及制氢成本等各种因素，以期获得满意的产氢率和可以接收的经济性。