2生物制氮技術研究進展
2.1傳統制氫工藝方法
傳統制氫工藝方法有：電解水；烴類水蒸汽重整制氫方法及重油(或渣油)部分氧化重整制氫方法。電解水方法制氫是目前應用較廣且比較成熟方法之壹。水為原料制氫工程是氫與氧燃燒生成水逆過程，提供壹定形式壹定能量，則可使水分解成氫氣和氧氣。提供電能使水分解制氫氣效率壹般75%-85%。其中工藝過程簡單，無汙染，但消耗電量大，其應用受到壹定限制。目前電解水工藝、設備均不斷改進，但電解水制氫能耗仍然很高。烴類水蒸汽重整制氫反應是強吸熱反應，反應時需外部供熱。熱效率較低，反應溫度較高，反應過程中水大量過量，能耗較高，造成資源浪費。重油氧化制氫重整方法，反應溫度較高，制氫純度低，利於能源綜合利用。
2.2新型生物制氫工藝發展
氫氣用途日益廣泛，其需求量也迅速增加。傳統制氫方法均需消耗大量不可再生能源，不適應社會發展需求。生物制氫技術作為壹種符合可持續發展戰略課題，已世界上引起了廣泛重視。如德國、以色列、日本、葡萄牙、俄羅斯、瑞典、英國、美國都投入了大量人力物力對該項技術進行研究開發。近幾年，美國每年生物制氫技術研究費用平均為幾百萬美元，而日本這研究領域每年投資則是美國5倍左右，，日本和美國等壹些國家為此還成立了專門機構，並建立了生物制氫發展規劃，以期對生物制氫技術基礎和應用研究，使21世紀中葉使該技術實現商業化生產。日本，由能源部主持氫行動計劃，確立最終目標是建立壹個世界範圍能源網絡，以實現對可再生能源--氫有效生產，運輸和利用。該計劃從1993年到2020年橫跨了28年。
生物制氫課題最先由Lewis於1966年提出，20世紀70年代能源危機引起了人們對生物制氫廣泛關註，並開始進行研究。生物質資源豐富，是重要可再生能源。生物質可氣化和微生物催化脫氫方法制氫。生理代謝過程中產生分子氫，可分為兩個主要類群：
l、包括藻類和光合細菌內光合生物；Rhodbacter8604，R.monas2613，R.capsulatusZ1，R.sphaeroides等光合生物研究已經開展並取了壹定成果。
2、諸如兼性厭氧和專性厭氧發酵產氫細菌。目前以葡萄糖，汙水，纖維素為底物並不斷改進操作條件和工藝流程研究較多。中國此方面研究也取了壹些進展，任南形琪等1990年就開始開展生物制氫技術研究，並於1994年提出了以厭氧活性汙泥為氫氣原料有機廢水發酵法制氫技術，利用碳水化合物為原料發酵法生物制氫技術。該技術突破了生物制氫技術必須采用純菌種和固定技術局限，開創了利用非固定化菌種生產氫氣新途徑，並首次實現了中試規模連續流長期生產持續產氫。此基礎上，他們又先後發現了產氫能力很高乙醇發酵類型發明了連續流生物制氫技術反應器，初步建立了生物產氫發酵理論，提出了最佳工程控制對策。該項技術和理論成果中試研究中到了充分驗證：中試產氫能力達5.7m3H2/m3.d，制氫規模可達500-1000m3/m3，且生產成本明顯低於目前廣泛采用水電解法制氫成本。
生物制氫過程可以分為5類：
(1)利用藻類青藍菌生物光解水法；
(2)有機化合物光合細菌(PSB)光分解法；
(3)有機化合物發酵制氫；
(4)光合細菌和發酵細菌耦合法制氫；
(5)酶催化法制氫。
目前發酵細菌產氫速率較高，對條件要求較低，具有直接應用前景。但PSB光合產氫速率比藻類快，能量利用率比發酵細菌高，且能將產氫與光能利用、有機物去除有機耦合壹起，相關研究也最多，也是最具有潛應用前景方法之壹。生物制氫全過程中，氫氣純化與儲存也是壹個很關鍵問題。生物法制氫氣含量通常為60%-90%(體積分數)，氣體中可能混有CO2、O2和水蒸氣等。可以采用傳統化工方法來，如50%(質量分數)KOH溶液、苯三酚堿溶液和幹燥器或冷卻器。氫氣幾種儲存方法(壓縮、液化、金屬氫化物和吸附)中，納米材料吸附儲氫是目前被認為最有前景。
2.3目前研究中存問題縱觀生物技術研究各階段，比較而言，對藻類及光合細菌研究要遠多於對發酵產氫細菌研究。傳統觀點認為，微生物體內產氫系統(主氫化酶)很不穩定，進行細胞固定化才可能實現持續產氫。，迄今為止，生物制氫研究中大多采用純菌種固定化技術。
，該技術中也有不可忽視不足。首先，細菌包埋技術是壹種很復雜工藝，且要求有與之相適應菌種生產及菌體固定化材料加工工藝，這使制氫成本大幅度增加；第二，細胞固定化形成顆粒內部傳質阻力較大，使細胞代謝產物顆粒內部積累而對生物產生反饋抑制和阻遏作用，使生物產氫能力降低；第三，包埋劑或其它基質使用，勢必會占據大量有效空間，使生物反應器生物持有量受到限制，限制了產氫率和總產量提高。現有研究大多為實驗室內進行小型試驗，采用批式培養方法居多，利用連續流培養產氫報道較少。試驗數據亦為短期試驗結果，連續穩定運行期超過40天研究實例少見報道。即便是瞬時產氫率較高，長期連續運行能否獲較高產氫量尚待探討。，生物技術欲達到工業化生產水平尚需多年努力。
3、展望氫是高效、潔凈、可再生二次能源，其用途越來越廣泛，氫能應用將勢不可當進人社會生活各個領域。氫能應用日益廣泛，氫需求量日益增加，開發新制氫工藝勢必行，從氫能應用長遠規劃來看開發生物制氫技術是歷史發展必然趨勢。
開發中國生物制氫技術需要做到以下政策和軟件支持：
(1)勵大宣傳。人是生物能源生產主體和消費主體，有必要輿論宣傳加強人們對生物能源認識；
(2)加大政府投資和扶持。新生物能源初始商業化階段要進行減免稅等優惠政策；
(3)借鑒國外經驗。充分調動方和工業界積極性八
(4)加強高校對生物能源教育及研究。人們對生物能源認識不斷加深，政府扶持力度加大和研究深人，生物制氫綠色能源生產技術將會展現出它更大開發潛力和應用價值。
本文出自：廣州靈龍電子技術有限公司,制氫、氫燃料電池(www.liongon.com)