目錄

1.產(chǎn)生氫氣的方式

1.1實(shí)驗(yàn)室制氫的方式

1)活潑金屬(如鈉汞齊、鈣)與水反應(yīng)；

2)鋅與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)；

3)鋁或硅(硅鐵)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；

4)金屬氫化物(如LiH、 CaH2、 LiAlH4)與水反應(yīng)；

5)野外制備氫常用氫化鈣。

因原料成本及原料稀少不能大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。暫不進(jìn)行分析。

1.2工業(yè)制氫的方式

1.2.1由石油熱裂的合成氣或天然氣制氫

石油熱裂副產(chǎn)的氫氣產(chǎn)量很大，常用于汽油加氫，石油化工和化肥廠所需的氫氣，這種制氫方法在世界上很多國家都采用，在我國的石油化工基地如在慶化肥廠，渤海油田的石油化工基地等都用這種方法制氫氣。

1.2.2甲醇裂解制氫

在一定的壓力、一定溫度及特種氣固催化劑作用下，甲醇和水發(fā)生裂解變換反應(yīng)。轉(zhuǎn)化為～75％H2和～24％CO2、極少量的CO、CH4。轉(zhuǎn)化汽經(jīng)過換熱、冷凝、凈化，自動(dòng)程序控制讓將未反應(yīng)的水和甲醇返回原料液罐循環(huán)使用，凈化后的氣體依序通過裝有多種特定吸附劑的吸附塔。通過PSA一次性分離除去CO、CH4、CO2提取產(chǎn)品氫氣。因電解水成本較高，近年來許多原用電解水制氫的廠家紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，改用甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的新工藝路線。

1.2.3電解水制氫

多采用鐵為陰極面，鎳為陽極面的串聯(lián)電解槽（外形似壓濾機(jī)）來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣，陰極出氫氣。該方法成本較高，但產(chǎn)品純度大，可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供：①電子、儀器、儀表工業(yè)中用的還原劑、保護(hù)氣和對坡莫合金的熱處理等，②粉末冶金工業(yè)中制鎢、鉬、硬質(zhì)合金等用的還原劑，③制取多晶硅、鍺等半導(dǎo)體原材料，④油脂氫化，⑤雙氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學(xué)院氣體廠就用水電解法制氫。

1.2.4焦?fàn)t煤氣制氫

用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)過高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時(shí)所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣，把經(jīng)初步提凈的焦?fàn)t煤氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數(shù)地方采用（如前蘇聯(lián)的Ke Mepobo工廠）。

1.2.5水煤氣法制氫

用無煙煤或焦炭與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)而得水煤氣。水煤氣進(jìn)行凈化后再使它與水蒸氣一起通過觸媒后提純。此法多用于在合成氨廠。像北京化工實(shí)驗(yàn)廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。

1.2.6電解食鹽水的副產(chǎn)氫

1.2.7釀造工業(yè)副產(chǎn)

用玉米發(fā)酵丙酮、丁醇時(shí)，發(fā)酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣，經(jīng)多次提純后可生產(chǎn)普氫（97%以上），把普氫通過用液氮冷卻到100℃以下的硅膠列管中則進(jìn)一步除去雜質(zhì)（如少量N2）可制取純氫（99.99%以上），像北京釀酒廠就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫，用來燒制石英制品和供外單位用。濮陽南樂永樂生物在用玉米芯L-乳酸、3萬噸聚乳酸，其他副產(chǎn)品包括玉米淀粉、葡萄糖、蛋白粉、玉米胚芽、纖維飼料、玉米漿等，目前沒有產(chǎn)業(yè)氫氣。聯(lián)系人：趙兵聯(lián)系電話：86-0393-6289125 手機(jī)：13939350050

1.2.8鐵與水蒸氣反應(yīng)制氫

鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，工藝流程中需要大量的水蒸氣，而且產(chǎn)出率太低，品質(zhì)較差，此方法較陳舊現(xiàn)已基本淘汰。

1.2.9太陽能制氫

利用太陽能生產(chǎn)氫氣的系統(tǒng),有光分解制氫,太陽能發(fā)電和電解水組合制氫系統(tǒng)。太陽能制氫是近30～40年才發(fā)展起來的。到目前為止，對太陽能制氫的研究主要集中在如下幾種技術(shù)：熱化學(xué)法制氫、光電化學(xué)分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫。目前技術(shù)上對制氫的效率，制氫的成本，以及設(shè)備的使用壽命等因素都成為太陽能制氫的難題。

2.制氫工藝比較

2.1技術(shù)的成熟、可靠性,工藝的復(fù)雜程度,對操作、控制水平的要求

2.1.1天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝

作為合成氨的造氣工藝,國內(nèi)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。如今,在轉(zhuǎn)化催化劑品質(zhì)的改進(jìn)、工藝流程的安排、最佳工藝條件的選擇、設(shè)備型式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、控制方案的設(shè)置等方面均已很完善;大量裝置的運(yùn)行,積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。工藝的成熟性和裝置運(yùn)行的可靠性都有保證。然而,此工藝存在一些缺點(diǎn):(1)原料利用率低。在甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)中,甲烷的轉(zhuǎn)化率約為82%;轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成的一氧化碳與水發(fā)生的變換反應(yīng)中,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率不足45%。(2)工藝較復(fù)雜、操作條件苛刻、設(shè)備設(shè)計(jì)制造要求高、控制水平要求較高。因此對操作人員的理論水平和操作技能也有較高要求。

2.1.2甲醇水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫工藝

甲醇水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)在我國的工業(yè)化應(yīng)用始于1995 年,推廣十分迅速。目前國內(nèi)已有約30套裝置投入運(yùn)行,其工藝較為成熟,運(yùn)行也較為可靠。該工藝流程簡單,操作條件較溫和。未反應(yīng)的甲醇和水可循環(huán)使用,考慮定期少量的排放和漏損,原料的利用率應(yīng)該在95 %以上。其主體設(shè)備均為簡單常見的化工設(shè)備,無需使用特殊材質(zhì),操作維護(hù)也較為簡便。與國外設(shè)計(jì)的同類裝置相比,國內(nèi)的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化工藝在催化劑性能的改善,工藝流程、設(shè)備布置、設(shè)備形式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,自動(dòng)化水平的提高,裝置運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、安全性的加強(qiáng)等方面還有改進(jìn)的余地。

2.1.3水電解制氫工藝

我國于20世紀(jì)50年代研制成功第一代水電解槽,經(jīng)逐步改進(jìn),現(xiàn)今的水電解工藝和設(shè)備已很成熟,一些技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。電解制氫的方法亦為眾多的行業(yè)所廣泛采用。電解制氫流程簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡便,現(xiàn)有的水電解制氫裝置可實(shí)現(xiàn)無人值守全自動(dòng)操作,并可隨用氫量的變化實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.1.4焦?fàn)t煤氣法制氫

	以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。1）焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在90－1000℃制取焦碳副產(chǎn)品為焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣組成中含氫氣55-60％（體積）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每噸煤可得煤氣300－350m3，可作為城市煤氣，亦是制取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產(chǎn)物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化后制得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點(diǎn)的取得氫源方法，技術(shù)純熟。采用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作生產(chǎn)制得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產(chǎn)物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達(dá)60％以上，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可制得純氫。2）采用煤氣化制氫，設(shè)備費(fèi)占投資主要部分。煤地下氣化方法近數(shù)十年已為人們所重視。地下氣化技術(shù)具有煤資源利用率高及減少或避免地表環(huán)境破壞等優(yōu)點(diǎn)。我國對煤制氫技術(shù)的掌握已有良好的基礎(chǔ)，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今后提供氫源創(chuàng)造了條件。我國自行開發(fā)的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價(jià)氫氣的工藝已取得階段成果，具有開發(fā)前景，值得重視。 

2.1.5水煤氣制氫

用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)而得水煤氣（C+H2O→CO+H2—熱）。凈化后再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉(zhuǎn)化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氫量在80%以上的氣體，再壓入水中以溶去CO2，再通過含氨蟻酸亞銅（或含氨乙酸亞銅）溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣，這種方法制氫成本較低產(chǎn)量很大，設(shè)備較多，在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇，還有少數(shù)地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。

2.1.6電解食鹽水副產(chǎn)制氫

工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品。副產(chǎn)氫氣比例小，受地域制約，且氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)過程中所造成的污染及其產(chǎn)品對環(huán)境造成的影響越來越重視，受到環(huán)境制約。

2.1.7釀造工業(yè)副產(chǎn)制氫

通常為酒廠副產(chǎn)，行業(yè)跨越大，副產(chǎn)氫氣不能滿足大規(guī)模工業(yè)用氫。

2.1.8鐵于水蒸氣制氫

工藝流程中需要大量的水蒸氣，需要大量的燃料，且產(chǎn)出率低，成本高，現(xiàn)在已經(jīng)被更先進(jìn)的工藝所取代。

2.1.9太陽能制氫

太陽能-氫能轉(zhuǎn)化是氫氣工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向，但是仍然有很多實(shí)際的問題，對于光電化學(xué)制氫的關(guān)鍵是高效率、低成本的單結(jié)和多結(jié)太陽電池的研究；對于光催化制氫的研究關(guān)鍵在光催化基本理論的研究以及高效、低成本、長壽命光催化材料的合成。目前技術(shù)上的瓶頸阻礙太陽能制氫的發(fā)展。

2.2生產(chǎn)規(guī)模及適應(yīng)性

從適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的角度看：1）天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化工藝有著不可比擬的優(yōu)勢:若以30萬t/a合成氨的規(guī)模計(jì)算,其制氫能力已達(dá)48000Nm3/h以上(已考慮變壓吸附收率);2）目前國內(nèi)甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置,單系列規(guī)模達(dá)到2000Nm3/h(已考慮變壓吸附收率);3）國內(nèi)電解槽的單臺(tái)最大制氫能力達(dá)300Nm3/h,但尚無總能力在1000Nm3/h以上的裝置投入運(yùn)行。4)煤制氫氣，環(huán)境污染嚴(yán)重，也效率低5）其他副產(chǎn)氫氣行業(yè)，根據(jù)裝置不同產(chǎn)氫量隨之變化。從適應(yīng)小規(guī)模的氫氣生產(chǎn)來看,國內(nèi)最小的電解槽額定產(chǎn)氫量為2Nm3/h,且早有制氫-純化一體化裝置,占地面積小,安裝、轉(zhuǎn)運(yùn)十分方便,可實(shí)現(xiàn)無人值守的全自動(dòng)化操作,有著獨(dú)特的優(yōu)越性;甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化- 變壓吸附工藝已有小至20Nm3/h的裝置投入使用。對于20～100Nm³/h的裝置,可做成可移動(dòng)式模塊,能較方便地轉(zhuǎn)運(yùn)。但較之水電解制氫,其操作維護(hù)仍顯繁瑣;顯然,天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化工藝不適用于小規(guī)模的產(chǎn)氫量,因其經(jīng)濟(jì)規(guī)模在1000Nm³/h以上。

2.3氫氣的純度和質(zhì)量

天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化和甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置產(chǎn)生的富氫混合氣,其雜質(zhì)中均含有碳元素,經(jīng)變壓吸附裝置可獲得最高純度達(dá)99.999%的氫氣;經(jīng)初步分離了堿液和水的電解氫,純度達(dá)到99.99% ,可在很多領(lǐng)域使用,若經(jīng)純化后,氫氣最高純度可達(dá)99.9999%,高出前兩種方法1個(gè)數(shù)量級,且其產(chǎn)品氫中的雜質(zhì)不含碳元素,因此水電解純化工藝成為某些高、精應(yīng)用領(lǐng)域(如多晶硅生產(chǎn))的唯一選擇。

2.4裝置的建設(shè)地點(diǎn)

天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置的建設(shè)地點(diǎn)受限于天然氣的供應(yīng);而甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置的建設(shè)地點(diǎn)僅要求在合理的距離內(nèi)有甲醇供應(yīng);對于水電解制氫裝置,則幾乎不存在建設(shè)地域的限制。其他副產(chǎn)制氫受行業(yè)限制。

2.5九種制氫方法比較(表1)

比較項(xiàng)目

天然氣制氫

甲醇制氫

電解水制氫

水煤氣法制氫

焦?fàn)t煤氣制氫

電解食鹽水制氫

釀造工業(yè)副產(chǎn)制氫

鐵于水蒸氣制氫

太陽能制氫

技術(shù)成熟性

成熟

較成熟

成熟

成熟

成熟

成熟

不成熟

淘汰

不成熟

一次性投入

高

低

較高

較高

較高

氯堿副產(chǎn)

酒廠副產(chǎn)

淘汰

不成熟

使用規(guī)模

>1000

20~2500

2~300

>1000

/

/

/

淘汰

不成熟

雜質(zhì)種類

CO₂,CO,CH4

CO2,CO

O2

CO₂,CO,

CO₂,CO,

O2

O2

淘汰

不成熟

建設(shè)地點(diǎn)

受限

較自由

較大

較自由

較自由

較自由

較自由

淘汰

不成熟

3.制氫科研新動(dòng)態(tài)

3.1用氧化亞銅做催化劑從水中制氫氣

通常，用電解水生產(chǎn)氫的方法比較昂貴。過去，也曾有人研究過用氧化亞銅催化劑從水中制取氫的方法，但在實(shí)驗(yàn)中氧化亞銅在陽光的作用下很容易還原成金屬。日本研究人員發(fā)現(xiàn)，將氧化亞銅制成粉末，可以避免發(fā)生這個(gè)問題。他們的具體方法是，將0.5克氧化亞銅粉末添加入200立方厘米的蒸餾水中，然后用一盞玻璃燈泡中發(fā)出的460納米～650納米的可見光進(jìn)行照射，在氧化亞銅催化劑的作用下，水分解成氫和氧。日本的研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)共進(jìn)行了30次實(shí)驗(yàn)，從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡，水的分解過程就減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達(dá)1900小時(shí)之久。東京技術(shù)研究所計(jì)劃進(jìn)一步研究如何提高氫的產(chǎn)生效率，同時(shí)研制能夠在波長更長的可見光照射下發(fā)揮活性的催化劑，該研究所正在試驗(yàn)一種新的含銅鐵合金的氧化物。

3.2用新型的鉬的化合物從水中制氫氣

西班牙瓦倫西亞大學(xué)的兩位科學(xué)家發(fā)明了一種低成本的從水中制取氫的方法。他們對催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行改造，使水分解時(shí)僅需很少的成本。他們用一種從鉬中獲取的化學(xué)產(chǎn)品做催化劑，而不使用電能。他們說，如果用氫作原料，從半升水中制得的氫足以使一輛小汽車行駛633公里。

3.3用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水完全分解的方法

60年代末，日本兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二氧化鈦經(jīng)光（紫外線）照射可分解水的現(xiàn)象。他們本擬應(yīng)用這一方法制氫，但由于氫和氧的生成量較少，在經(jīng)濟(jì)上不合算而中斷了這一研究。最近，據(jù)《日本工業(yè)新聞》報(bào)道，日本明星大學(xué)元田久志教授等人同時(shí)使用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射的方法把水完全分解。這種“超聲波光催化劑反應(yīng)”所以能使水完全分解，是由于在超聲波的作用下，水可被分解為氫和雙氧水，而雙氧水經(jīng)光催化反應(yīng)又可分解成氧和氫。不過超聲波照射和二氧化鈦光催化劑雖然獲得了完全分解水的結(jié)果，但氧的生成量卻較少。在添加二氧化錳后，再用超聲波照射，二氧化錳分解后的錳離子可溶解到溶液中，使雙氧水產(chǎn)生大量的氧。

3.4陶瓷跟水反應(yīng)制取氫氣

日本東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家在300℃下，使陶瓷跟水反應(yīng)制得了氫。他們在氬和氮的氣流中，將炭的鎳鐵氧體（CNF）加熱到300℃，然后用注射針頭向CNF上注水，使水跟熱的CNF接觸，就制得氫。由于在水分解后CNF又回到了非活性狀態(tài)，因而鐵氧體能反復(fù)使用。在每一次反應(yīng)中，平均每克CNF能產(chǎn)生2立方厘米～3立方厘米的氫氣。

3.5甲烷制氫氣

1.日本京都大學(xué)教授乾智行用鎳鉑稀土元素氧化物多孔催化劑，使甲烷、二氧化碳和水生成了氫氣。催化劑中鎳、稀土元素氧化物和鉑的組成比例為10:65:0.5。其制備過程是，先將鎳、稀土元素氧化物等原料加熱熔解，然后導(dǎo)入氨氣，使熔解物成為凝膠狀，再進(jìn)行干燥、熱處理。這種催化劑微?？讖綖?納米～100納米，具有很高的催化活性。乾智行教授將該催化劑裝進(jìn)反應(yīng)塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結(jié)果，在常壓及550 ℃～600 ℃條件下，生成物為氫氣和一氧化碳，升溫至650 ℃，其轉(zhuǎn)化率為80%；溫度為700 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率幾乎達(dá)到100%。

2.用C60作催化劑從甲烷制氫氣日本工業(yè)技術(shù)院物質(zhì)工學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所用C60作催化劑，從甲烷制得氫氣。在現(xiàn)階段，C60在高溫條件下才能發(fā)揮功能，不能立刻達(dá)到實(shí)用，必須加以改良，制成在低溫條件下也能工作的節(jié)能催化劑。他們開發(fā)的催化劑，是在碳粉里摻10%的C60。在加熱到1000 ℃的容器里，放入0.1克催化劑，以1分鐘流入20毫升甲烷的速度作實(shí)驗(yàn)，結(jié)果90%的甲烷分解成氫和碳。C60用作催化劑，可用水洗凈表面，除去附著的殘存碳素，理論上可半永久使用。由于形狀獨(dú)特，粒子表面面積為活性炭的5倍到10倍，因而作催化劑用時(shí)功能較強(qiáng)。

3.6微生物中提取的酶制氫氣

1.葡萄糖脫氧酶。美國橡樹岑國家實(shí)驗(yàn)室從熱原體乳酸菌中提取葡萄糖脫氧酶。熱原體乳酸菌首先是在美國礦井中的低溫干餾煤渣中發(fā)現(xiàn)的。葡萄糖脫氧酶在磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADP）的幫助下，能從葡萄糖中提取氫。在制取氫的過程中，NADP從葡萄糖中剝?nèi)∫粋€(gè)氫原子，使剩余物質(zhì)變成氫原子溶液。

2.氫化酶。這種酶是從曾在海底火山口附近發(fā)現(xiàn)的一種微生物中提取的。氫化酶的作用是使NADP攜載的氫原子結(jié)合成氫分子，而NADP還原為它原來的狀態(tài)繼續(xù)再次被利用。除美國發(fā)現(xiàn)這種酶外，俄羅斯的科學(xué)家也在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這種微生物。他們把這種微生物放在適合于它生存的特殊器皿里，然后將微生物產(chǎn)出的氫氣收集在氫氣瓶里。

3.7從細(xì)菌制取氫氣

1.許多原始的低等生物在其新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如，許多細(xì)菌可在一定條件下放出氫氣。日本已發(fā)現(xiàn)一種名為“紅極毛桿菌”的細(xì)菌，就是制氫的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，摻入一些其他營養(yǎng)素制成培養(yǎng)液，就可以培養(yǎng)出這種細(xì)菌。每消耗5毫米淀粉營養(yǎng)液，就可以產(chǎn)生出25毫升的氫氣。

2.美國宇航部門準(zhǔn)備把一種光合細(xì)菌—紅螺菌帶到太空去，用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。

3.8用綠藻生產(chǎn)氫氣

科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)一種新方法，使綠藻按要求生產(chǎn)氫氣。美國伯克利加州大學(xué)科學(xué)家說，綠藻屬于人類已知的最古老植物之一，通過進(jìn)化形成了能生活在兩個(gè)截然不同的環(huán)境中的本領(lǐng)。當(dāng)綠藻生活在平常的空氣和陽光中時(shí)，它像其他植物一樣具有光合作用。光合作用利用陽光，水和二氧化碳生成氧氣和植物維持生命所需要的化學(xué)物質(zhì)。然而當(dāng)綠藻缺少硫這種關(guān)鍵性的營養(yǎng)成分，并且被置于無氧環(huán)境中時(shí)，綠藻就會(huì)回到另一種生存方式中以便存活下來，在這種情況下，綠藻就會(huì)產(chǎn)生氫氣?？茖W(xué)家介紹，1升綠藻培養(yǎng)液每小時(shí)可以產(chǎn)生出3毫升氫氣，但研究人員認(rèn)為，綠藻生產(chǎn)氫氣的效率至少可以提高100倍。

3.9有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫氣

最近，以厭氧活性溶液為生產(chǎn)原料的“有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)”在我國哈爾濱建筑大學(xué)通過中試研究驗(yàn)證。我國工程院院士李圭白教授介紹，該項(xiàng)研究在國內(nèi)外首創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)非固定化菌種長期持續(xù)生物制氫技術(shù)，是生物制氫領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，其成果處國際領(lǐng)先地位。生物制氫思路1966年提出，90年代受到空前重視。從90年代開始，德、日、美等一些發(fā)達(dá)國家成立了專門機(jī)構(gòu)，制定了生物制氫發(fā)展計(jì)劃，以期通過對生物制氫技術(shù)的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究，在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但時(shí)至今日，研究進(jìn)程并不理想，許多研究還都集中在細(xì)菌和酶固定化技術(shù)上，離工業(yè)化生產(chǎn)還有很大差距，迄今尚無一例中試結(jié)果。哈爾濱建筑大學(xué)的教授突破了生物制氫技術(shù)必須采用純菌種和固定技術(shù)的局限，開創(chuàng)了利用非固定化菌種生產(chǎn)氫氣的新途徑，并首次實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)流長期持續(xù)產(chǎn)氫。在此基礎(chǔ)上，他們又先后發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)氫能力很高的乙醇發(fā)酵類型，發(fā)明了連續(xù)流生物制氫技術(shù)反應(yīng)器，初步建立了生物產(chǎn)氫發(fā)酵理論，提出了最佳工程控制對策。該項(xiàng)技術(shù)和理論成果在中試研究中得到了充分驗(yàn)證：氫氣產(chǎn)率比國外同類的小試研究高幾十倍；開發(fā)的工業(yè)化生物制氫系統(tǒng)工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠，且生產(chǎn)成本明顯低于目前廣泛采用的水電解法。

4小結(jié)

目前制氫工業(yè)以天然氣蒸汽化最為普遍，在精細(xì)化工，醫(yī)藥，電子，冶金，科研等用氫行業(yè)，傳統(tǒng)的制氫方法是水電解，近年來，隨著催化劑的成功開發(fā)，甲醇蒸汽化制氫的工藝得到了迅速推廣，取代了相當(dāng)數(shù)量的傳統(tǒng)制氫裝置，在中小規(guī)模用氫領(lǐng)域產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。副產(chǎn)氫氣行業(yè)制氫產(chǎn)量有限，不能滿足工業(yè)氫氣需求。且氫氣運(yùn)輸成本較高，便利性差，營銷網(wǎng)絡(luò)多以廠區(qū)為中心向四周輻射。

目前對中等規(guī)模制氫裝置來說，天然氣為原料通過蒸汽化制氫是首選，對于小型制氫裝置，可采用甲醇熱解或水電解的方式制氫。