微生物电解池生物阴极产氢技术的研究文献综述

 2021-09-25 20:38:17

毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述1.生物制氢技术的概述利用生物技术进行产氢的环境友好型生物制氢技术，即利用微生物自身代谢释放氢气的过程，其产氢条件温和，环境友好且原料来源丰富而被认为是未来氢能生产的主要替代形式，越来越受到各国的广泛关注[1]。

与传统的化学方法相比，生物制氢技术具有清洁、节能和不消耗矿物资源等突出优点，并且它以其来源于微生物自身的新陈代谢，产氢反应在常温、常压和接近中性的温和条件下即可进行，而且可利用工农业废弃物和各种工业污水为制氢原料，既实现了废弃物资源化，又可降低成本，因此生物制氢技术被认为是一种发展前景广阔的环境友好型制氢新方法[2]。

2.生物电解池产氢技术研究进展2.1微生物电解池简介微生物电解池（Microbial electrolysis cell，MEC）是一种直接将生物可降解的有机物中的化学能直接、连续地转化为氢能的新概念和装置。

它是在微生物燃料电池[3-10]（Microbial fuel cell，MFC）的基础上改进而成的一种产氢装置，之前也被称作生物催化电解电池（Biocatalyzed electrolysiscells，BEC）和生物电化学辅助微生物反应器（Bioelectrochemically assisted microbial reactor，BEAMR）[11-13]。

它是在 MFC 阴极去除氧气同时在外电路加一个电源，从而克服热力学障碍实现质子和电子在阴极生成氢气。

利用微生物电解池，既可以实现将葡萄糖等简单小分子直接转化为氢能，也可以实现将复杂生物质中所蕴含的化学能直接转化为氢能。

微生物在代谢废水中有机物的同时产生氢能，兼具废物处理与能源生产的功能，可大大降低污水处理成本。

因此，从可再生的有机废水中利用MEC技术产氢，在生物制能和环境保护领域展现了巨大前景。

同时MEC技术很好地解决能源的综合利用和环境污染这两大问题，从而受到了世界各国的高度关注，成为21世纪环境科学与工程研究的热点方向之一。

2.2微生物电解池产氢的原理和组成电解池中与电源负极相连为阴极，阳离子在该极接受电子被还原；与电源正极相连为阳极，阴离子或者电极本身失去电子被氧化。

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