新能源材料论文1.doc

淮阴工学院新能源概论课程论文作者: 蒋乐文学号: 1121617104 系: 生命科学与化学工程学院专业: 新能源科学与工程题目: 新能源材料以及应用任课教师: 孙金凤 2013 年6月淮安 12 级新能源概论课程论文 1 引言: 通过底物进行生物酶催化反应来制得氢气的微生物可分为5 个种类,即: 异养型厌氧菌、固氮菌、光合厌氧细菌、蓝细胞和真核藻类。其中蓝细胞和真核藻类产氢所利用的还原性含氢质是水; 异养型厌氧菌、固氮菌、光合厌氧细菌所利用的还原性含氢物质则是有机物。按氢能转化的能量来源来分, 异养型厌氧菌, 固氮菌依靠分解有机物产生 ATP 来产氢; 而真核类、蓝细胞、光合厌氧细菌则能通光合作用将太阳能转化为氢能。 1 生物质制氢 生物量生物质制氢在生物技术领域,生物质又称生物量,是指所有通过光合作用转化太阳能生长的有机物,包括高等植物,农作物及秸秆,藻类及水生植物等。利用生物质制氢是指用某种化学或物理方式把生物质转化成氢气的过程。降低生物制氢成本的有效方法是应用廉价的原料,常用的有富含有机物的有机废水,城市垃圾等,利用生物质制氢同样能够大大降低生产成本,而且能够改善自然界的物质循环,很好地保护生态环境。通过陆地和海洋中的光合作用,每年地球上所产生物量中所含的能量是全世界人类每年消耗量的 l0 倍。生物质的使用为液态燃料和化工原料提供了一个有充足选择余地的可再生资源,只要生物质的使用跟得上它的再生速度,这种资源的应用就不会增加空气中 CO 的含量。就纤维素类生物质而言,我国农村可供利用的农作物秸秆达 5亿到 6亿吨,相当于 2亿多吨标准煤。林产加工废料约 3000 万吨,此外还有 1000 万吨左右的甘蔗渣。这些生物质资源中,有 16%到 38 %是作为垃圾处理的,其余部分的利用也多处于低级水平,如造成环境污染的随意焚烧、采用热效率仅为 10 %的直接燃烧方法等。开发生物质制氢技术将是解决上述问题的一条很好的途径。 储氢技术 12 级新能源概论课程论文目前储氢技术分为两大类即物理法和化学法。前者主要包括液化储氢、压缩储氢、碳质材料吸附、玻璃微球储氢等;后者主要包括金属化物储氢、无机物储氢、有机液态氢化物储氢等。传统的高压气瓶或以液态、固态储氢都不经济也不安全, 而使用储氢材料储氢能很好地解决这些问题。其中特别强调的是有机液体氢化物储氢技术,有机液体氢化物储氢技术是 20 世纪 80 年代国外开发的一种新型储氢技术,其原理是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应,即加氢反应和脱氢反应实现的。烯烃、炔烃和芳不饱和有机物均可作为储氢材料,但从储氢过程的能耗、储氢量、储氢剂和物理性质等方面考虑,以芳烃特别是单环芳烃为佳。目前研究表明,只有苯、甲苯的脱氢过程可逆且储氢量大,是比较理想的有机储氢材料。有机物储氢的特点是: (1) 储氢量大; (2) 便于储存和运输; (3) 可多次循环使用; (4) 氢能源优点能源、资源及环境问题迫切需要氢能源来化解这种危机,但目前氢能源的制备还不成熟,储氢材料的研究大多仍处于实验室的探索阶段。氢能源的制备应主要集中在生物制氢这一方面,其他制氢方法,是不可持续的,不符合科学发展的要求。生物制氢中的微生物制氢需要基因工程同化学工程的有