在现今人们生活的社会当中，人们对石油、天然气等不可再生资源的依赖性很强。但是这些资源是有限的，也是不可再生的。而且传统的能源在其使用过程中会造成环境污染现象，所以必须寻新的能源。人们对石油、天然气等不可再生资源的依赖加大了对环境的污染。氢能工艺的出现可以在一定程度上解决目前人们所遇到的环境污染问题。生物制氢备受关注的特点是其耗能少、环保性较强。在生活中的利用率较高，通过制备氢气燃烧电池后直接用到汽车或火车等代步工具上，最大可能的做到了避免污染环境，零排放；也可以用到工商业和民用上做到发电发热的作用。
标签：生物制氢；设备；运行
引言
因各类能源的短缺，石油的价格也日益增长，所以人们现在需要到可再生的能源来代替。，氢气作为清洁能源的首选，是未来理想的且最具有发展前景的新能源燃料之一。生物制氢的优点是耗费能源比较低，对环境的污染比较少，而传统的热化学和电化学制氢就没有
这些优点。其因为可以结合废物污水处理和清洁能源生产受到各界人士的关注。本文主要介绍了生物制氢的基本原理、生物制氢的方法，并指出了生物制氢设备目前存在的问题。
1、生物制氢设备技术的基本原理与方法
1.1生物制氢设备的基本原理
从广泛上的意义说，生物制氢就是用生物产出氢气，微生物产氢和生物制气化热产氢也是包括在内的方式。从另一方面认识，光合细菌产氢和厌氧发酵产氢都是属于微生物产氢。 1.2生物制氢设配的三种方法
化石能源、电解质制氢、生物制氢及热解制氢等都是属于生物制氢的方法。但是现在最常采用的方式只有光合生物制氢和发酵产氢，光合生物与发酵菌培养制氢。各种制氢的方法也各有不同的特点。（1）光合生物产氢是运用光合菌或者微藻把太阳能转变成了氢能。现在研究最多的是产氢生物最多的是红螺菌、蓝绿藻、类球红细菌和红假单细菌等。（2）发酵菌产出氢利用的是厌氧菌的异养型和固氦菌分解小分子的有机物制氢、能够发酵有机产物产氢的细菌包括专性厌氧菌和兼并性厌氧菌。（3）不同菌体使用底物的特异性不同高度
是因为光合生物与发酵菌进行混合培养产氢，不同菌种它们所能分解的底物是不同的。考虑到不同菌种要进行共同培养，就要运用底物彻性分解从中取出大量的H2。
2、生物制氢设备主要的工业技术tbase
2.1光解水制氢技术
光解水制氢用的能源是微藻和蓝细菌，原料是用水来进行。因为进行了光合作用和产氢酶，于是就分成了氢气和氧。但这个过程没有CO2。蓝细菌和绿藻都可以光合裂解水产出氢气。
2.2暗发酵制氢
暗发酵制氢的方式，是异类型厌氧细菌利用有机化合物如碳水化合物，用暗发酵作用产出了氢气。最近这几年，有些工农业废弃物不经过规定处理就排放出去，造成了环境污染现象。但是用纸业废水，工业废水，食品废液和农业废料来生物制氢，不会耗费有效能源还可以获得干净的氢气。
2.3光发酵制氢的技术
光发酵制氢的技术是光合细菌用有机产物通过发酵才能产出氢气。在有机废水还有不少可以被光合细菌作用的有机成分。
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2.4光发酵和暗耦合制氢技术
此技术比单独使用一种方法制氢具有很多优势。结合两种发酵的方法在一起，相互冗杂利用，交替转换补充，还可以提高氢气的产出量。
3.生物制氢设备中的问题
（1）暗发酵生物制氢有很多优点，其中最突出的优点是速率快，相对产氢比较稳定。但是，由于挥发酸的积累产生了反馈抑制作用限制了产氢的量，同时其生产和储存运输设施不够完善，因而严重制约其大规模的应用。
（2）光生物产氢技术，光能转化率效率低下的问题一直困扰着研究人员，利用基因工程改造光发酵细菌的光合系统或者是改造人工获取高光转化率的产氢菌株，研究光能转化也包括了吸收、转化和利用，其利用率也得到提高，从而达到加快产氢进程的目的。
（3）生物制氢技术的工业化应用其中最大的问题是成本问题。如果用较廉价的底物开展利用对制约生物制氢的成本有着重要作用。開展工业废水，农业废水，城市污水等可以再生的资源能源还包括秸秆等具有纤维素之类的生物为原料进行发酵和研究，可以降低成本又可以净化环境。
（4）暗-光发酵耦合系统的协同协同系统的生态共融性问题，暗光发酵细菌在酸的耐受能力和生长速度上面有着很大的差异。而且暗发酵产酸速率快，致使体系p H急剧下降，严重抑制光发酵细菌的生长，就会遇到产氢量降低，这也是一会遇到的重要问题。如何使二者充分利用各自优势，发挥互补功能，解决它们之间的抑制和产物抑制，提高氢气产量和能力，底物的转化率和速度以及它的范围，是我们要解决的问题。是需要我们不断进行分析筛选同一的光发酵和暗发酵细菌，并创造改进条件，让它们二者之间发挥共同帮助的产氢效果，让它们能在一个体系中共同生存。
永久模板水玻璃铸造5、生物制氢设备问题的解决及发展前景
（1）挑选产氢效率比较高的菌种、安排合适的产氢工艺来提高它的产氢效率。不管是纯种还是混合培养，关键工作是提高菌种产氢的速度。既然条件优化不能满足这个要求，就要
用分子生物学对菌种做改造，以此来达到高效产氢的目的。菌种改造可以概括到一下几个方面：A.用工程代谢的手段和现代化的生物技术对产氢和细菌进行改造并研究，但是目前在制氢领域没有展开，也是值得深入研究的。B.对产氢过程中关键酶——氢酶的改造。也可以通过蛋白质的手段对氢和酶来做强化，增加其活性，耐氧性也都是可行的策略。C.扩大底物利用其范围。不但要依赖调节选择能降解不同产物的菌株，通过基因的手段在菌种里面表达不同生物高分子的酶，在将来也是一个尤为重要的手段。
（2）对高效制氢设备的过程进行开发。近年来对于高效制氢过程、反应器设计进行了很多卓有成效的工作，但是对于其中的科学机理尚没有细致研究，今后一个重要的研究方向是打开制氢的重要过程，研究不同菌种之间的相互作用关系，实现对过程的有效和智能控制。核心问题是不同细菌、不同菌之间的代谢迁移机制。
（3）使发酵细菌产氢更具备稳定性和连续性。利用发酵型细菌产氢虽然在我国取得了长远的进步，但是产氢工业化也有很大的障碍阻隔，它的稳定性和连续性一直没有得到突破。研究人员也正尝试能用菌种固定化和酶固定化的相关技术来进行解决。主要是在产氢酶的技术这方面进行突破，一定会更快的加速产氢工业化进程。
（4）有机废水中有着许多适合光合生物与发酵细菌可以共同利用的底物，在理论上可以在处理废水的同时利用光合细菌和发酵菌一起共同制氢，方便提高产氢的量。但是在实际的操作中，混合菌藻发酵产氢中彼此抑制，发酵产物对细菌的反馈抑制等存在现象得使得实际效果不明显甚至出现产氢效率偏低的问题。相信随着废水处理技术和现代微生物技术的进一步发展，这些问题会进一步得到解决。
6、结语
人类赖以生存的化石能源即将消耗殆尽，目前氢气作为能源是现代化经济与可持续发展的需要。氢气作为清洁能源的首选，是未来理想的且最具有发展前景的新能源燃料之一。其因为可以结合废物污水处理和清洁能源生产受到各界人士的关注。现在从煤、天然气和石油等化石燃料中制取氢气已经初步具备规模，但主要面临成本较高的问题。我国在生物制氢方面的材料非常多，像利用工业废弃物、城市污水动物粪便等有机废物以及秸秆类等物发酵物制氢，可以在成本方面做到降低作用。所以无论从环境还是新能源的开发，可持续发展角度来说，发酵法生物制氢设备是具有很大的发展潜力的。
参考文献：
[1].丁兆军.生物质制氢技术綜合评价研究[J].中国矿业大学（北京）2010
[2].郭毅萍.生物质发酵制氢过程参数优化及机理研究[J].郑州大学2010
[3].任南琪，郭婉茜，刘冰峰. 生物制氢技术的发展及应用前景[J]. 哈尔滨工业大学学报. 2010（06）
项目名称：重2014-先12：生物制氢成套设备关键技术研发
项目编号：JSGG20140701142025265混凝土防冻剂配方>漆雾净化装置
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