光合生物產(chǎn)氫技術(shù)利用細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)氫氣,已成為一項(xiàng)熱門的綠色能源技術(shù),擁有無限廣闊的前景。使用質(zhì)子交換膜燃料電池可將氫能高效無污染地轉(zhuǎn)換為電能。若兩者可結(jié)合使用,必將成為一種綠色環(huán)保高效的發(fā)電方式。本文研究了光合生物制氫設(shè)備在不同水力滯留時(shí)間下的產(chǎn)氫效果,并以最佳產(chǎn)氫效果所對應(yīng)的水力滯留時(shí)間為依據(jù),使用此水力滯留時(shí)間對應(yīng)的產(chǎn)氫速率和氫氣濃度選用對應(yīng)的氫氣-二氧化碳混合氣體驅(qū)動(dòng)燃料電池并進(jìn)行輸出分析。光合生物制氫實(shí)驗(yàn)使用葡萄糖作為底物,選用HAU-M1型菌種,使用有效體積為1 m3的連續(xù)式折流板生物制氫反應(yīng)器,選用水力滯留時(shí)間為12 h、24 h、36 h、48 h、60 h,對應(yīng)流量分別為2 m3/d、1m3/d、0.67 m3/d、0.5 m3/d和0.4 m3/d。燃料電池輸出性能研究選用最大輸出功率為80 W的質(zhì)子交換膜燃料電池堆、可調(diào)電子負(fù)載、電磁閥以及相關(guān)控制電路,并使用40-60%的氫氣-二氧化碳混合氣體驅(qū)動(dòng),依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果將燃料電池與連續(xù)式光合生物制氫裝置進(jìn)行適配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1)光合生物制氫實(shí)驗(yàn)中,在水力滯留時(shí)間為12～60 h時(shí),產(chǎn)氫速率的變化范圍為0.52～1.16 ... 

【文章來源】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：41 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 生物燃料及生物制氫
        1.2.1 生物燃料的分類
        1.2.2 生物制氫技術(shù)
        1.2.3 影響光合生物制氫的主要因素
    1.3 燃料電池
        1.3.1 燃料電池的分類
        1.3.2 氫燃料電池的技術(shù)
    1.4 研究目的與意義
2 水力滯留時(shí)間對光合生物制氫的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 菌種的選用
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.2 水力滯留時(shí)間對產(chǎn)氫效果的影響
        2.2.1 水力滯留時(shí)間對產(chǎn)氫速率的影響
        2.2.2 水力滯留時(shí)間對產(chǎn)氫濃度的影響
        2.2.3 水力滯留時(shí)間對pH值的影響
        2.2.4 水力滯留時(shí)間對生物量的影響
        2.2.5 水力滯留時(shí)間對還原糖濃度的影響
    2.3 使用FLUENT軟件進(jìn)行反應(yīng)器流場分析
        2.3.1 使用AUTOCAD和ICEMCFD對反應(yīng)器進(jìn)行有限元建模
        2.3.2 使用FLUENT軟件進(jìn)行流場模擬分析
3 燃料電池在使用對應(yīng)的輸出性能
    3.1 材料與方法
        3.1.1 燃料電池的原理
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)器材
    3.2 燃料電池在非純氫輸入下的性能分析
        3.2.1 純氫負(fù)載測試
        3.2.2 燃料電池通入60%氫氣的性能分析
        3.2.3 燃料電池通入40%氫氣的性能分析
        3.2.4 不同功率對應(yīng)流量分析
4 結(jié)論和建議
    4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    4.2 存在不足與建議
參考文獻(xiàn)
ABSTRACT


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體氧化物燃料電池技術(shù)發(fā)展概述及應(yīng)用分析[J]. 仙存妮.  電器工業(yè). 2019(03)
[2]“十一五”以來中國對世界節(jié)能減排貢獻(xiàn)的研究[J]. 趙潔玉,劉哲,劉然,岳高,俞維平,蔣浩.  能源與環(huán)境. 2019(01)
[3]國內(nèi)外氫燃料電池汽車發(fā)展?fàn)顩r與未來展望[J]. 儲(chǔ)鑫,周勁松,劉東華,周康寧.  汽車實(shí)用技術(shù). 2019(04)
[4]多段內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的氣液流場及處理低濃度屠宰廢水的研究[J]. 吳秉奇,段美娟,周振,劉淑杰,陳福明,劉旭.  工業(yè)用水與廢水. 2019(01)
[5]加氫3分鐘,續(xù)航700公里 “氫”有望掀開新能源車第二篇章[J]. 姚冬琴,謝瑋.  中國經(jīng)濟(jì)周刊. 2019(04)
[6]質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 賈雙珠,李會(huì)勇,李長安,解田,周靜.  化工新型材料. 2019(02)
[7]質(zhì)子交換膜燃料電池鉑基合金催化劑研究進(jìn)展[J]. 沈丹丹,林瑞.  世界有色金屬. 2018(21)
[8]Fluent軟件在化工設(shè)備模擬中的應(yīng)用[J]. 曹鈺,耿世偉,李滬萍,羅康碧,蘇毅,梅毅.  化學(xué)工業(yè)與工程. 2019(04)
[9]燃料電池汽車研究現(xiàn)狀與動(dòng)力總成方案解析[J]. 攸連慶,李巖,邢濤.  汽車與配件. 2019(01)
[10]人工制氫及氫工業(yè)在我國“能源自主”中的戰(zhàn)略地位[J]. 鄒才能,張福東,鄭德溫,孫粉錦,張金華,薛華慶,潘松圻,趙群,趙永明,楊智.  天然氣工業(yè). 2019(01)

博士論文
[1]我國農(nóng)業(yè)廢棄物新型能源化開發(fā)利用研究[D]. 左旭.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015

碩士論文
[1]瓜果類生物質(zhì)光合細(xì)菌產(chǎn)氫試驗(yàn)研究[D]. 路朝陽.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3157669