《食品微生物学》课程教学资源（案例）生物制氢技术及原理

生物制氢技术及原理

生物制氢技术及原理

生物制氢技术及原理Chapter2向题发展历程·原理·展望研究现状·方法Chapter3Chapterl

• 发展历程 • 研究现状 Chapter1 • 原理 • 方法 Chapter2 • 问题 • 展望 Chapter3 生物制氢技术及原理

Chapterl发展历程&研究现状早在100多年前：在微生物作用下，通过蚁酸钙的发酵可以从水中制取氢气。（Jackson etal）1931年：首次报道了细菌中存在氢酶（Stephenson etal)1937年：光合细菌在黑暗条件下放氢现象Nakamura)

早在100多年前： 在微生物作用下，通过蚁酸钙的发酵可以从水 中制取氢气。（ Jackson et al） 1931年： 首次报道了细菌中存在氢酶（ Stephenson et al） 1937年： 光合细菌在黑暗条件下放氢现象（ Nakamura） Chapter1 发展历程&研究现状

Chapterl发展历程&研究现状1939年和1942年：蓝绿海藻一一栅（zha）藻（Scenedesmus）30亿【Gafforn &Rubin吸收氢气固定CO2厌氧一定条件光合作用产生氢气7州Scenedesmus

1939年和1942年： 蓝绿海藻——栅（ zhà ）藻(Scenedesmus)30亿 【 Gafforn &Rubin】 Chapter1 发展历程&研究现状 厌氧 吸收氢气固定CO2 一定条件 光合作用产生氢气

Chapterl发展历程&研究现状1958年：证实一落类通过直接光解过程产，而不需要借助于二氧化碳的固定过程。（Spruit）1966年：Lewis首提生物制氢的想法绿藻光解产氛88蓝细菌发酵产氛光舍细菌

1958年： 证实—藻类通过直接光解过程产氢，而不 需要借助于二氧化碳的固定过程。（Spruit） 1966年： Lewis首提生物制氢的想法 Chapter1 发展历程&研究现状 绿藻 蓝细菌 光合细菌 光解产氢 发酵产氢

Chapterl发展历程&研究现状1979年：钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）具有放氧的特性（Lamma）。20世纪70年代：世界性的能源危机爆发一重视。美日等发达国家（最先）

1979年： 钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)具有放氢的 特性（Lamma）。 20世纪70年代： 世界性的能源危机爆发→重视。 美日等发达国家（最先）。 Chapter1 发展历程&研究现状

Chaupterl发展历程&研究现状20世纪90年代：我国一晚，快。厌氧生物制氨氛气的生物方法制取光合生物制氛1990年：提出了以厌氧活性污泥为制氢生产者，利用碳水化合物为原料的发酵法生物制氢技术。（任南琪）哈尔滨工业大学通过选育得到了高转化细菌，建立了非固定化连续流混合菌发酵方法，成本低于水电解法

20世纪90年代： 我国→晚，快。 1990 年： 提出了以厌氧活性污泥为制氢生产者，利用碳水化 合物为原料的发酵法生物制氢技术。（任南琪） 哈尔滨工业大学通过选育得到了高转化细菌，建 立了非固定化连续流混合菌发酵方法，成本低于水电解 法。 Chapter1 发展历程&研究现状 氢气的生物方法制取 厌氧生物制氢 光合生物制氢

Chauptelr2生物制氢原理&方法1、定义·广义讲：所有利用生物产生氧气的方法，包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等。·狭义讲：仅指微生物产氧，包括光合细菌（或落类）产氢和厌氧细菌发酵产氢等。这也是利用生物制氢的主要研究方向。优点清洁节能来源丰富能耗低不清耗矿物资源反应余件温和

1、定义 ●广义讲：所有利用生物产生氢气的方法，包括微生物产 氢和生物质气化热解产氢等。 ●狭义讲：仅指微生物产氢，包括光合细菌（或藻类）产 氢和厌氧细菌发酵产氢等。这也是利用生物制氢的主要 研究方向。 Chapter2 生物制氢原理&方法 优点 节能 清洁 来源丰富 反应条件温和 能耗低 不消耗矿物资源

Chapter2生物制氢原理&方法2、原理及方法1）光合生物产利用光合细菌或微藻将太阳能一氢能PHOTOSYNTHETICBACTERIA888080Cyanobacteriatypes产氛光合生骗蓝绿藻深红红螺菌红假单胞菌夹膜红假单胞菌类红细菌

2、原理及方法 1）光合生物产氢 利用光合细菌或微藻将太阳能→氢能。 Chapter2 生物制氢原理&方法 产氢光合生物 蓝绿藻 深红红螺菌 红假单胞菌 夹膜红假单胞菌 类球红细菌

Chapter2生物制氢原理&方法蓝藻、绿藻（厌氧条件：光合作用机理相似）CH20H氢酶NAD(P)H+ATP+CO2H2e'hydrogenaseNAD(P)HH*太阳光ATPH太阳光4HtsunlightsunlightATP合成酶FoATPsynthase低 HtCytbafloweQ膜PSIQH2membrane高H*HH20highPCHtH°+02P680PSII阶段的反应中心PSIIreactin centerP700PSI阶段的反应中心PSIreaction centesQPS阶段的主要电子接受体PSIlmainelectronrecepbprCythf细胞色素bgfcythchromePC:质体蓝素plastocyan in Fd铁氧还原蛋白feriedoxinsRedNAD（P）II氧化还原酶oxidorreductase氢酶hydrogenase

蓝藻、绿藻（厌氧条件；光合作用机理相似） Chapter2 生物制氢原理&方法