氫能與燃料電池-課件-第五章-制氫技術(shù)

5.制氫技術(shù)22制氫技術(shù)電解水制氫化石燃料制氫生物質(zhì)制氫熱化學(xué)制氫光化學(xué)制氫光生物制氫25.1從煤和碳?xì)浠衔镏茪湓牧?.煤炭2.重油3.

輕質(zhì)油4.甲烷5.生物質(zhì)煤和碳?xì)浠衔锸枪I(yè)制氫的主要來源，制氫反應(yīng)可以簡要概括為“氣化反應(yīng)”過程5.1.1化石燃料制氫的物理化學(xué)基礎(chǔ)2氣化反應(yīng)根據(jù)其特性，可以細(xì)分為以下四類：1.與氧氣的反應(yīng)(燃燒)

C+1/2O2?CO

H=-111kJmol?1(5.1)

CO+1/2O2?CO2

H=-283kJmol?1(5.2)

H2+1/2O2?H2O

H=-242kJmol?1(5.3)

CnHm+(n+m/4)O2?nCO2+m/2H2O(5.4)2甲烷燃燒:

CH4+2O2?CO2+2H2O

H=-802kJmol-1(5.4a)碳?xì)浠衔锊煌耆紵篊nHm+(n/2+m/4)O2?nCO+m/2H2O

(5.5)反應(yīng)焓可以從式(5.2)和式(5.4)中的焓變計算得出，如下所示：

H(Eq.(5.5))=

H(Eq.(5.4))?n

H(Eq.(5.2))CO+1/2O2?CO2

H=-283kJmol?1

(5.2)CnHm+(n+m/4)O2?nCO2+m/2H2O(5.4)22.與水蒸氣反應(yīng)C+H2O?CO+H2

H=+131kJmol?1

(5.6)CO+H2O?CO2+H2

H=-41kJmol?1(5.7)通式：CnHm+nH2O?nCO+(m/2+n)H2

(5.8)CnHm+2nH2O?nCO2+(m/2+2n)H2(5.9)

H(Eq.5.9)=

H(Eq.5.8)+n

H(Eq.5.7)CH4+H2O?CO+3H2

H=+206kJmol?1

(5.8a)23.與二氧化碳反應(yīng)C+CO2?2CO

H=+173kJmol?1(5.10)CnHm+nCO2?2nCO+m/2H2(5.11)CH4+CO2?2CO+2H2

H=+247kJmol?1(5.11a)

H(Eq.5.11)=

H(Eq.5.8)?n

H(Eq.5.7)CO+H2O?CO2+H2

H=-41kJmol?1(5.7)CnHm+nH2O?nCO+(m/2+n)H2(5.8)24.與碳?xì)浠衔锓纸馓細(xì)浠衔锓纸馔ㄊ紺nHm?nC+m/2H2(5.12)例如：CH4?C+2H2

H=+75kJmol?1(5.12a)C2H6?2C+3H2

H=+85kJmol?1(5.12b)

H(Eq.5.12)=

H(Eq.5.4)?n

H(Eq.5.1)?n

H(Eq.5.2)?m/2

H(Eq.5.3)乙烷甲烷2課堂作業(yè)嘗試計算下面反應(yīng)放出的熱量：C2H6+7/2O2?2CO2+3H2O

1.C2H6?2C+3H2

H=+85kJmol?1

2.C3H8(g)＋5O2(g)?3CO2(g)＋4H2O(l)

△H=-2219.9kJ/mol

C3H8?3C+4H2

H=？kJmol?1

5.1.2煤制氫技術(shù)2煤的氣化:C+H2O?CO+H2

(syngas)

H=+131kJmol?1(5.6)CO+H2O?CO2+H2

H=-41kJmol?1(5.7)氣化爐內(nèi)引入的空氣或氧氣量精確控制，比例較小，燃料可以完全燃燒?！安糠盅趸边^程提供熱量。H2

放電管煤氣化爐2SRMCH3OH+H2O=CO2+3H2ΔHSRM,298.15=50kJ/mol(5.13)POXCH3OH+1/2O2=CO2+2H2ΔHPOX,298.15=-192kJ/mol(5.14)DECH3OH=CO+2H2ΔHDE,298.15=91kJ/mol(5.15)OXCH3OH+3/2O2=CO2+2H2OΔHOX,298.15=-676kJ/mol(5.16)5.1.3天然氣重整制氫2市場上大部分氫氣由天然氣重整制備CH4+H2O?CO+3H2

H=+206kJmol?1

(5.8a)原則上任何碳?xì)浠衔锒伎梢耘c水蒸汽反應(yīng)重整轉(zhuǎn)化為氫氣和一氧化碳。天然氣水蒸氣重整制氫系統(tǒng)

2概述-工藝流程

烴類水蒸汽重整制氫流程分為：原料天然氣壓縮；原料天然氣脫硫；原料天然氣蒸汽重整轉(zhuǎn)化、中溫變換；蒸汽流程；鍋爐水流程燃料氣流程助燃空氣、煙氣流程2天然氣重整制氫工藝流程-壓縮2工藝流程-脫硫2脫硫過程的反應(yīng)式RSH+H2

→H2S+RHH2S+ZnO→ZnS+H2O2工藝流程-轉(zhuǎn)化2轉(zhuǎn)化爐中的主要反應(yīng)：CH4+H2O→CO+3H2

H=+206kJ/mol中溫變換爐中的主要反應(yīng)：CO+H2O→CO2+H2

H=-41.20kJ/mol總反應(yīng)CH4+2H2O→4H2+CO22工藝流程-鍋爐水鍋爐水流程2工藝流程-鍋爐水鍋爐水流程2設(shè)備-轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化爐輻射段燒嘴轉(zhuǎn)化管爐體對流段混合氣預(yù)熱器天然氣預(yù)熱器空預(yù)器二段煙氣廢鍋空預(yù)器一段2設(shè)備-轉(zhuǎn)化爐混合氣預(yù)熱器煙氣廢鍋天然氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器二段2天然氣水蒸氣重整制氫系統(tǒng)

天然氣制氫技術(shù)種類2除天然氣水蒸氣重整之外，天然氣制氫還包括：

⑴天然氣部分氧化制氫

⑵天然氣自熱重整制氫

⑶天然氣催化裂解超細(xì)C粉——食品添加劑等CH4?C+2H2

H=+75kJmol?1(5.12a)5.1.4生物質(zhì)制氫2碳?xì)浠衔锏臍饣磻?yīng)原理也可以應(yīng)用于生物質(zhì)和有機(jī)廢棄物的處理和回收，甚至可應(yīng)用于所有含碳廢棄物。生物質(zhì)的自熱重整（氣化）反應(yīng)C6H9O4+5.5H2O+1.25O2=10H2+6CO2straw脫硫器噴霧冷卻

旋風(fēng)分離器

除油器合成氣生物質(zhì)焦炭灰脫氨器水蒸氣5.2電解水制氫2成熟的電解制氫技術(shù)

堿性電解槽固體聚合物電解槽（SPE）

水是地球上的重要資源，可以通過電解的方式產(chǎn)生氫氣和氧氣。開發(fā)中的電解制氫技術(shù)SOEC25.2.1電解水制氫的基本原理H2O→H2+0.5O2在標(biāo)準(zhǔn)條件下(298.15K;，?GR的值為+237.19kJmol?1開路電壓E0:n:每摩爾水分解所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，F(xiàn):法拉第常數(shù)(96485Cmol-1)。2在標(biāo)準(zhǔn)條件下，開路電壓E0應(yīng)為1.23V。?HR=?GR+T?SR這樣，通過電和熱的結(jié)合就能提供反應(yīng)所需的總能量。在高溫下進(jìn)行電解水，可以減少所耗電能。電解槽的總電壓2電解槽工作時的總電壓取決于由電池內(nèi)的電流和歐姆電阻引起的電壓降、陽極和陰極過電位。:陰極過電位:陽極過電位iR

:歐姆電壓降2電解制氫的效率電解制氫的效率通常定義為每單位時間產(chǎn)生的氫的熱值與所需能量輸入（包括電能和電解時吸入的熱量）的比值。其中電能輸入需要按照火電轉(zhuǎn)換效率換算成熱能。商用電解槽的總制氫效率：堿性電解槽的總制氫效率大約為25%，SPE電解槽的約35%，SOEC最高，可以達(dá)到55%。2能源需求與供給

法拉第效率:根據(jù)流過電池的電流所產(chǎn)生的氣體和理論上產(chǎn)生的氫氣的比例。法拉第效率通常達(dá)到90%以上.電解效率:電解槽工作時，理論電解電壓與實(shí)際電解電壓之比。5.2.2堿性電解水制氫技術(shù)2堿性電解水制氫是一項(xiàng)成熟且應(yīng)用廣泛的技術(shù)電極隔膜電解液電解槽組成：雷尼鎳

聚砜替代石棉20–40%氫氧化鉀溶液堿性電解水制氫工作原理圖22單極性電解槽：電解槽并聯(lián)，開放式雙極性電解槽：一個電極同時作為陰極和陽極，堆疊起來減小歐姆損失目前，只有少數(shù)制造商提供單極性電解槽;大多數(shù)工業(yè)電解槽都采用雙極性連接2能源來自于哪里？單位產(chǎn)能的投資額高度依賴于電解槽的尺寸大小;各種生產(chǎn)規(guī)模的電解效率基本相同。25.2.3固體聚合物電解槽堿性溶液/酸性溶液固態(tài)電解質(zhì)優(yōu)點(diǎn)減小腐蝕恒定電解質(zhì)濃度能夠同時使用電解質(zhì)作為隔膜可能使用的電解質(zhì)材料是離子交換膜.(SPE,1967,GE美國通用電氣公司)2與堿性電解液相比:原材料價格——更高

氣體質(zhì)量——更高壓力——更大據(jù)報道，效率從85%提高到93%，因此預(yù)計進(jìn)一步改善的潛力很大。Pt/Ir催化劑密封性——更好SPE電解槽系統(tǒng)的生產(chǎn)能力較低。應(yīng)用領(lǐng)域:即時供氫及航空航天固態(tài)聚合物電解質(zhì)5.2.4固體氧化物電解池(SOEC)2消耗電能H2H2OO2H2O

+2e-H2+O2-2三種電解水制氫技術(shù)的簡要對比電解水制氫——堿性電解——固體聚合物電解（SPE）——固體氧化物電解（SOEC）5.2.5利用可再生能源的電解水制氫—從小型到大型2世界上只有3%的氫是通過電解水生產(chǎn)的。氫氣主要用作化工原料，很少用作能源載體。

利用太陽能、風(fēng)能、水能等可再生能源提供能量的構(gòu)想為電解水制氫提供了一個新的思路。電解槽風(fēng)力發(fā)電站太陽能發(fā)電站水力發(fā)電站2利用可再生能源的電解水制氫1.用于自給供電的小型電解槽系統(tǒng)2.離網(wǎng)區(qū)域的大型可再生能源發(fā)電廠：自給供電的小型電解槽系統(tǒng)屬于小眾市場，除此之外，制氫技術(shù)在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)仍可發(fā)揮重要作用。風(fēng)力發(fā)電廠太陽能發(fā)電廠挪威松娜峽灣

電解2利用可再生能源的電解水制氫三種可再生能源:太陽能、陸上和海上風(fēng)力發(fā)電制氫的費(fèi)用占比2

陸上風(fēng)力發(fā)電

海上風(fēng)力發(fā)電

太陽能發(fā)電

可再生能源發(fā)電成本價格（歐元/千瓦時）25.2.6總結(jié)與展望1.原理和工藝成熟，瓶頸在于成本控制（電價、催化劑成本）。2.目前，大多數(shù)商用電解槽都是堿性電解槽。3.堿性電解槽的電解效率在51％至62％之間，SPE的電解效率在74％至79％之間，

SOEC的電解效率最高，在90％至100％之間。SPE和SOEC是未來高效電解水制氫

可能采用的技術(shù)。4.目前，全世界只有很小比例（3％）的氫氣通過電解水產(chǎn)生。5.產(chǎn)生的氫主要用作化工原料，很少作為能量載體。25.2.6總結(jié)與展望風(fēng)力發(fā)電廠太陽能發(fā)電廠

電解水力發(fā)電站如果未來氫氣在儲能方面能夠發(fā)揮重要作用，利用可再生能源電解水制氫將會成為能源供應(yīng)的一個重要方式。2課后作業(yè)1.請用流程圖描述天然氣水蒸汽重整的原理和過程。2.請用流程圖描述堿性電解水制氫的原理和過程。3.請查閱資料，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面綜合比較天然氣水蒸汽重整

制氫和電解水制氫的優(yōu)劣勢。5.3水的熱化學(xué)反應(yīng)2在超過4300K的溫度下，水可以被純粹的熱能分解，難以在工程上實(shí)現(xiàn)。水的直接分解只能通過多級熱化學(xué)過程來實(shí)現(xiàn)。熱化學(xué)制氫是一個由一組相互關(guān)聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)輸入水和能量，然后輸出氫氣和氧氣，而參與氫氣生產(chǎn)的其他化合物則不會被消耗。225.3.1工作原理最基本的過程包括兩個步驟:H2O+2X=2XH+1/2O22XH=2X+H2根據(jù)中間化合物X的性質(zhì)和作用，可以將其分為幾種不同反應(yīng)變體。學(xué)者們已經(jīng)研究了很多種可能的反應(yīng)變體。這些變體依然處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。這是一個二級循環(huán)工作原理2氧化物系統(tǒng)目前，對ZnO/Zn和CeO2/Ce2O3

進(jìn)行的研究最多。反應(yīng)促進(jìn)效率已經(jīng)超過了20%。3MeO+H2OMe3O4+H2Me3O43MeO+1/2O2工作原理2鹵化物系統(tǒng)

在這一類系統(tǒng)中，最著名的是東京大學(xué)的UT-3循環(huán)過程。它的熱效率預(yù)計在35%到40%之間。該循環(huán)不需要使用貴金屬---它使用的材料便宜且容易獲得。3MeX2+4H2OMe3O4+6HX+H2Me3O4+8HX3MeX2+4H2O+X2MeO+X2MeX2+1/2O2

MeX2+H2OMeO+2HX熱效率=產(chǎn)生H2的高熱值/（循環(huán)中的吸熱-循環(huán)中的放熱）工作原理2碘系統(tǒng)最著名和研究最廣泛的循環(huán)是碘-硫循環(huán)，它的理論效率可達(dá)52%。SO2+I2+H2O2HI+H2SO4H2SO4H2O+1/2O22HIH2+I2工作原理2混合系統(tǒng)混合系統(tǒng)制氫是一個包含電解反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)循環(huán)。該系統(tǒng)在高溫高壓下循環(huán)。它的效率可達(dá)33%-40%。CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)CH3OH(g)

CH4(g)+1/2O2(g)5.3.2熱化學(xué)制氫技術(shù)前沿2碘-硫循環(huán)（最著名和研究最廣泛的循環(huán)）本生反應(yīng)

：SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4(T=20-120℃)硫酸分解：H2SO4=H2O+SO2+1/2O2(T=800-900℃)碘化氫分解：2HI=H2+I2(T=400-550℃)凈反應(yīng)：H2O=H2+1/2O2

22這種方法的優(yōu)勢：該循環(huán)的化學(xué)過程經(jīng)過驗(yàn)證，可以連續(xù)進(jìn)行。閉路循環(huán)。只需向內(nèi)添加水，而其他材料可循環(huán)利用，無廢水廢氣。理論效率可達(dá)52%，并且它的循環(huán)效率與溫度有很大關(guān)系。

一般而言，效率與溫度成正相關(guān)。成本相對較低。2碘化氫分解催化劑碘化氫分解反應(yīng)是一個緩慢的動態(tài)平衡限制反應(yīng)。少量催化劑是提高反應(yīng)效率所必須的。貴金屬Pt催化劑可以成為這個反應(yīng)的高效催化劑，但它在高溫時傾向于發(fā)生團(tuán)聚。Pd催化劑在這個反應(yīng)中有高活性和穩(wěn)定性?？墒褂锰技{米管和Pd的組合。2碳納米管/鈀催化劑的制備：適量的PdCl2100ml含有碳納米管的去離子水1ml0.001mol/L的NaBH4

加入2ml1mol/L的NaOH和1ml1mol/LN2H4在80℃下劇烈攪拌3小時用去離子水過濾和清洗4~5遍在110℃下干燥4小時鈀在碳納米管上的負(fù)載量分別為1,3,5wt%2碳納米管單一催化的轉(zhuǎn)化率最小使用鈀/碳納米管催化，碘化氫的轉(zhuǎn)化率隨溫度線性升高。3%鈀/碳納米管催化的轉(zhuǎn)化率最高。25.3.3優(yōu)勢與劣勢優(yōu)勢高能量效率

大約50%1234溫和的反應(yīng)條件

反應(yīng)溫度＜1000℃氫氣和氧氣由不同反應(yīng)模塊產(chǎn)生

不需要附加其他額外的獨(dú)立設(shè)備利用核能、太陽能等長期戰(zhàn)略能源

易于找到合適的熱源25.3.3優(yōu)勢與劣勢劣勢新的熱源等待開發(fā)123反應(yīng)過程難以控制工程材料問題25.3.4環(huán)境與經(jīng)濟(jì)問題環(huán)境

碘-硫系統(tǒng)的熱由太陽能或核反應(yīng)堆提供，裝置的凈反應(yīng)是水的分解反應(yīng)。

反應(yīng)中的所有其他物質(zhì)都可循環(huán)利用，它可以在不排放溫室氣體的情況下生產(chǎn)氫氣。經(jīng)濟(jì)

技術(shù)依然不成熟，而且氫氣生產(chǎn)成本很高。

總而言之，該技術(shù)距離商業(yè)化依然有距離。5.4光化學(xué)制氫2光電化學(xué)物理化學(xué)光＋電化學(xué)系統(tǒng)123456光化學(xué)光泵浦激光器敏化太陽電池?zé)晒夤庵伦兩渌问降哪?5.4.1工作原理導(dǎo)電襯底n-型半導(dǎo)體(陽極)電解質(zhì)金屬（陰極）費(fèi)米能級通過半導(dǎo)體從光源中吸收光粒子電子-空穴對的分離與運(yùn)輸表面反應(yīng)，發(fā)生水分解的氧化還原反應(yīng)水分解反應(yīng)為上坡反應(yīng)，其所需的吉布斯自由能最小為237kJmol-1電子轉(zhuǎn)移25.4.2新進(jìn)展—光電化學(xué)電池光電化學(xué)電池成本低，強(qiáng)而高效的半導(dǎo)體良好的導(dǎo)電性長期穩(wěn)定性良好的光捕獲性能具有適合的能帶位置研究方向：合成兩種或兩種以上的復(fù)合材料通過新設(shè)計改善性能（表面，體積，界面等）2CNCN-rGO獨(dú)特且可調(diào)節(jié)的光學(xué)、化學(xué)和催化性能價格低廉氧化穩(wěn)定性極高電子-空穴分離效率差電子擴(kuò)散長度短光吸收系數(shù)低電子擴(kuò)散長度長電化學(xué)活性表面積高電荷分離效率高光捕獲性能強(qiáng)5.4.3新進(jìn)展—界面材料25.4.4新進(jìn)展-電極材料赤鐵礦（ɑ-Fe2O3）具有豐富的資源，低生物毒性，堅固性以及理想的n型帶位置研究方向：改善赤鐵礦表面反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)性能（助催化劑負(fù)載和表面鈍化層沉積）增強(qiáng)光吸收以及加速赤鐵礦中的電荷傳輸（半導(dǎo)體中摻雜以及納米結(jié)構(gòu)）影響界面態(tài)和電子轉(zhuǎn)移（背接觸）5.4.5優(yōu)勢與劣勢2太陽能是最豐富、最清潔的可再生能源。到達(dá)地球的太陽能約100000TW到達(dá)陸地的太陽能約36000TW1%土地10%效率的光電化學(xué)電池（PEC）每年產(chǎn)生相當(dāng)于36TW的電量作為能源載體，氫氣是清潔且可再生的。2優(yōu)勢--成本PEC水分解需要的原料更簡單，更加節(jié)省空間結(jié)構(gòu)，組件（電線、電極、電抗器等）更少，成本低，具有商業(yè)可行性。成本PV電解槽系統(tǒng)$8/kgPEC電池$3/kgPEC電池有可能以美國能源部（DOE）設(shè)定的$2-4/kg的目標(biāo)價格生產(chǎn)H2。2優(yōu)勢--潛力目前，政府對可再生能源的積極態(tài)度也極大地促進(jìn)了PEC水分解制氫方向的研發(fā)。毫無疑問，這個研究方向?qū)⒁载S富的太陽能為基礎(chǔ)的可持續(xù)社會至關(guān)重要。利用地球上蘊(yùn)藏豐富的半導(dǎo)體和第四周期過渡金屬助催化劑的低成本PEC串聯(lián)電池最有可能實(shí)現(xiàn)未來可持續(xù)社會所需的可再生能源供給。缺點(diǎn)--效率2預(yù)計PEC產(chǎn)生氫氣的太陽能-氫氣（STH）效率超過10％，具有長期穩(wěn)定性（超過1000h），從而使氫氣工業(yè)化生產(chǎn)成為可能（可與天然氣的蒸汽重整制氫相比）。但到目前為止，現(xiàn)有的光電極顯示出低的太陽能轉(zhuǎn)換能力和效率。光電極數(shù)量偏壓光電流效率（ABPE）單光電極3%雙光電極<1%大多數(shù)PEC系統(tǒng)是單光電極系統(tǒng)，沒有實(shí)現(xiàn)無偏太陽能-氫轉(zhuǎn)換的能力缺點(diǎn)--效率2影響效率的因素半導(dǎo)體的光吸收性能半導(dǎo)體表面特性電解質(zhì)助催化劑副作用2缺點(diǎn)--材料材料典型代表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)寬帶隙半導(dǎo)體TiO2便宜且穩(wěn)定吸收陽光效果差窄帶隙半導(dǎo)體CdS，Si,Ⅲ-V族化合物具有實(shí)現(xiàn)高效率的潛力

長期使用不穩(wěn)定其他ɑ-Fe2O3，BiVO4吸收光的波長范圍寬光電流還達(dá)不到理論最大值設(shè)計及生產(chǎn)低成本、高效率并穩(wěn)定生產(chǎn)O2/H2的光電極是非常困難的25.4.6解決方案不同材料的復(fù)合材料納米結(jié)構(gòu)設(shè)計助催化劑改性表面保護(hù)層的沉積材料納米結(jié)構(gòu)設(shè)計5.5光生物制氫技術(shù)5.5.1

光生物制氫技術(shù)簡介——分類21.根據(jù)微生物光解制氫的底物分類微藻光解水制氫異養(yǎng)光合細(xì)菌光解有機(jī)物2.根據(jù)不同酶在制氫過程中不同的光能利用率和產(chǎn)氫率劃分氫化酶（Hydrogenase）固氮酶（Nitrogenase）2光生物氫技術(shù)原理--分類直接光解水法間接光解水法固氮酶利用水（微藻）或有機(jī)物（光合細(xì)菌）提供的電子在含有三磷酸腺苷的情況下將H+轉(zhuǎn)換為氫氣的方法3.根據(jù)光生物制氫的過程分類25.2.2光生物制氫技術(shù)的原理1.直接光解水法：氧氣會抑制氫化酶的活性2.間接光解水法：第一步：光離解水釋放氧氣，儲存有機(jī)物第二步：氫化酶利用光能，通過消耗儲存的有機(jī)物來獲得H2，同時產(chǎn)生CO2光子利用率方面;直接法大于間接法光生物制氫技術(shù)原理——反應(yīng)路徑21.氫化酶催化水的直接光解4e-→8個光子2.固氮酶催化水的直接光解4e-→8個光子+8三磷酸腺苷（ATP）=16個光子光生物制氫技術(shù)原理——反應(yīng)路徑23.氫化酶催化水的間接光解4e-→12個光子第一步:第二步:光生物制氫技術(shù)原理——反應(yīng)路徑24.固氮酶催化水的間接光解4e-→12個光子+8個三磷酸腺苷（ATP）=20個光子第一步:第二步:2利用藍(lán)藻和綠藻進(jìn)行生物光解水

可制氫的萊茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）萊茵衣藻光解水制氫流程：2利用藍(lán)藻進(jìn)行生物光解水間接光解水制氫法由藍(lán)藻從水中生成氫的一般反應(yīng)可以用以下方式表示：2有機(jī)化合物發(fā)酵產(chǎn)氫暗氫發(fā)酵在有氧環(huán)境中，微生物消耗氧氣，產(chǎn)物為水。但是在缺氧環(huán)境中，其他物質(zhì)（例如質(zhì)子）被還原為分子氫（H2）。2有機(jī)化合物發(fā)酵產(chǎn)氫利用發(fā)酵和光合細(xì)菌的雜交系統(tǒng)：階段一：暗發(fā)酵（厭氧菌）階段二：光發(fā)酵（光合細(xì)菌）2有機(jī)化合物發(fā)酵產(chǎn)氫利用生物電化學(xué)輔助