專利名稱：一種燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光解水制氫的方法，具體地說是一種燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法。
背景技術：
綠藻產(chǎn)氫的主要問題是氧對氫酶抑制嚴重，因產(chǎn)氫的同時產(chǎn)氧，如不能消除氧的抑制，產(chǎn)氫速率低且不能長期持續(xù)產(chǎn)氫。國外對耐氧菌株的篩選進行了大量工作。美國國家可再生能源實驗室(NREL)和加州大學的科學家成功研究了淡水衣藻可逆氫酶兩步法間接光水解制氫工藝，利用篩選到的耐氧菌株衣藻的突變體Chlamydomonas reinhardtii CC-124，實現(xiàn)O2和H2的產(chǎn)生在時間上或空間上分離，避免了可逆氫酶遇氧失活的難題。該項研究用6×106細胞/mL的藻液，以每升藻液每小時產(chǎn)氣2.0～2.5mL的速度延續(xù)了70小時，氣體的組成為87％的氫氣，1％的二氧化碳，其余主要是氮氣和微量的氧氣，使其產(chǎn)氫能力比直接光解水提高了100倍。從而為綠藻制氫的實用化帶來了較大的希望。
目前，各國綠藻產(chǎn)氫研究集中于淡水衣藻，中科院大連化物所在國內率先開展綠藻光解水制氫的研究工作，并于2001年篩選到一株具有光解海水產(chǎn)氫功能的海洋綠藻。同時采用新型的解偶聯(lián)劑調控間接法產(chǎn)氫工藝，使產(chǎn)氫速率比野生株提高近百倍，產(chǎn)氫速率與美國加州大學的衣藻產(chǎn)氫研究結果相近，但時間偏短。該項研究為綠藻產(chǎn)氫研究提供了一種新藻種，能利用海水光解產(chǎn)氫，避免了淡水資源短缺的問題。綠藻光解水制氫的研究目前還處于基礎研究階段，包括物質基礎代謝和能量基礎代謝在內的制氫機制的研究仍需深入?，F(xiàn)代生物技術(基因工程，代謝工程，蛋白質工程)的介入有助于解決綠藻光解水制氫過程中許多關鍵問題和技術困難；圍繞高效率、低成本的綠藻光解水制氫進行深入的工程基礎研究，將能加快該項技術實用化的進程。目前兩步法間接光解水制氫的研究也處于單個步驟的機理研究和效率提高階段，以燃料電池耗氫系統(tǒng)實時研究產(chǎn)氫過程并進行示范的結果未見報導。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單、可提高產(chǎn)氫量，并可實時監(jiān)測研究的燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為本發(fā)明在光反應器上外接堿性燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)來實現(xiàn)實時監(jiān)測扁藻在CCCP脅迫調控下產(chǎn)氫過程的特征并加以示范；具體為，以一種具有光解海水產(chǎn)氫功能的海洋綠藻-亞心型扁藻(Platymonas subcordiformis)為體系產(chǎn)氫材料，采用新型的解偶聯(lián)劑調控間接法產(chǎn)氫工藝，在光反應器上外接堿性氫氧燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)來維持體系內較低氫分壓，依據(jù)電路中電子數(shù)量與氫原子數(shù)的一一對應關系，通過測量電池外電路電流變化來計算體系內氫濃度的變化，實時監(jiān)測扁藻在CCCP脅迫調控下產(chǎn)氫過程的特征并加以示范。并可保持體系內較低氫分壓，消除產(chǎn)物抑制，提高產(chǎn)氫量。參照產(chǎn)氫過程與PSII及體外氫酶活性變化的對應關系研究產(chǎn)氫機理?？朔艘酝椒ㄖ猩V檢測的離線、滯后缺點，實現(xiàn)了對產(chǎn)氫過程進行高效、靈敏的實時檢測，在產(chǎn)氫機理研究、工程示范中具有重要應用。本發(fā)明克服了以往方法中色譜檢測的離線、滯后缺點，實現(xiàn)了對產(chǎn)氫過程進行高效、靈敏的實時檢測及深入研究。
具體操作過程為1)亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度400～800萬cells/mL。
2)采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，其流程如圖2所示。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿步驟1)濃度的藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶，藻液暗誘導時間為4～24h。
3)暗誘導后，向藻液中加入CCCP至CCCP濃度為7.5～15μM，并使用碳酸氫鈉溶液、磷酸緩沖溶液、醋酸鈉溶液或Tris-鹽酸緩沖溶液調節(jié)藻液pH值為7～8.3，然后由光反應器外側的光源光照光反應器，由光反應器下部的磁力攪拌器攪拌藻液，使光反應器內的藻液產(chǎn)氫；光反應器在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌光照放氫。
4)體外氫酶活性的測定在厭氧環(huán)境中進行。以50mmol磷酸緩沖液(pH6.8)作反應緩沖液，以被連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)還原的甲基紫精(Methyl viologen，簡稱MV)作電子供體。反應系統(tǒng)包括終濃度為10mM的MV和100mM的連二亞硫酸鈉及500μl藻液。在37℃水浴中振蕩孵育20min后，用氣相色譜檢測氫氣組分含量。
按下式計算體外氫酶活性；Hydrogenase activity[μmolH2·mgChl-1·h-1]=9×40×[H2][μmolH2]chlorophyllamount[mgCh]×[h-1]]]>5)由光照反應器中取出10μl藻液，注入Water PAM葉綠素熒光儀的測量杯中，再加入3ml無菌海水培養(yǎng)基，混勻后進行測量。通過ΔF/Fm’的變化，反映藻細胞光合系統(tǒng)II的化學活性的變化。
將天然產(chǎn)物粗提物溶解在裂解緩沖液中；6)所有數(shù)據(jù)點以時間為橫坐標作圖，得到電流、氫酶活性和PSII活性隨時間變化的關系曲線，如圖4所示。由電流變化曲線依據(jù)電子數(shù)與消耗的氫原子數(shù)的一一對應關系積分計算產(chǎn)氫量，并參照氫酶活性和PSII活性隨時間變化的關系曲線研究產(chǎn)氫機理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明方法靈敏度、準確度與精密度高，抗外界環(huán)境及認為因素的干擾能力強。
2.應用范圍寬。本發(fā)明由于將檢測與示范功能融為一體，既可以用于綠藻產(chǎn)氫過程的檢測研究，檢測其產(chǎn)氫能力與其他檢測結果互為參照，進而指導機理研究的深入；同時在光反應器上外接堿性燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)來維持體系內較低氫分壓，消除產(chǎn)氫反應的產(chǎn)物抑制現(xiàn)象，提高產(chǎn)氫量。也可以準確定量得到產(chǎn)氫體積，并可以對整個綠藻產(chǎn)氫過程進行實驗室示范，確定技術經(jīng)濟參數(shù)，為產(chǎn)氫工程研究提供重要數(shù)據(jù)；由于使用了配套自動化數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)，可以用作高通量篩選綠藻產(chǎn)氫能力的儀器平臺。
3.簡便省時。本發(fā)明操作步驟僅包括綠藻分離、暗誘導、耗氫系統(tǒng)連接、光照調控產(chǎn)氫和檢測，各步操作簡便，目前現(xiàn)有技術方法均需多次采樣、離線檢測，費力費時。
4.應用方便?？筛鶕?jù)本發(fā)明檢測方法開發(fā)出相應的標準系統(tǒng)，即標準檢測系統(tǒng)和產(chǎn)氫示范系統(tǒng)，其應用方便快捷，結果的可比性強。
總之，本發(fā)明方法可對扁藻光解海水產(chǎn)氫過程進行高效、靈敏檢測，方法簡便，抗干擾能力強，在綠藻光解水產(chǎn)氫的機理研究、工程研究及其示范中具有廣泛應用前景。


圖1為本發(fā)明綠藻光解水制氫系統(tǒng)簡圖；其中1、磁力攪拌器；2、光源；3、光反應器；4、排氣口；5、燃料電池；6、演示器；7、刻度氣體取樣管；8、水槽；圖2為本發(fā)明綠藻光解水制氫的流程圖；圖3為本發(fā)明堿性氫氧燃料電池的結構示意圖；圖4為本發(fā)明減輕氫抑制提高產(chǎn)氫量的效果圖譜；圖5為本發(fā)明不同量的CCCP調控產(chǎn)氫過程檢測與氫酶活性、光系統(tǒng)II活性聯(lián)合檢測圖譜之一；圖6為本發(fā)明不同量的CCCP調控產(chǎn)氫過程檢測與氫酶活性、光系統(tǒng)II活性聯(lián)合檢測圖譜之二；圖7為本發(fā)明不同緩沖溶液調節(jié)產(chǎn)氫pH值的效果圖譜之一；圖8為本發(fā)明不同緩沖溶液調節(jié)產(chǎn)氫pH值的效果圖譜之二。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步地說明本發(fā)明使用解偶聯(lián)劑CCCP脅迫調控扁藻產(chǎn)氫，使用堿性氫氧燃料電池外接10～40歐姆電阻持續(xù)發(fā)電耗氫，檢測并記錄電阻兩端電壓計算得到電流，對電流曲線積分計算獲得通過電路的電量值，由電子數(shù)與消耗的氫原子數(shù)的一一對應關系，計算總產(chǎn)氫量。解偶聯(lián)劑采用羰基氰化物間氯苯腙(CCCP)；解偶聯(lián)劑CCCP脅迫調控扁藻產(chǎn)氫采用申請人已申報的專利技術(申請?zhí)?3110981.0，發(fā)明名稱一種海洋綠藻兩步法生物光解水制氫方法)，所用的堿性氫氧燃料電池及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)為實驗室自行組裝研制，其他試劑均為商業(yè)化的試劑。
實施例1如圖1所示為光生物產(chǎn)氫系統(tǒng)示意圖，其中3為光反應器，采用玻璃材料制造，光反應器3內的氣體體積變化通過刻度氣體取樣管7在水槽8中采用排水法收集計量，燃料電池耗氫電流由數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)自動檢測記錄。亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心收集至產(chǎn)氫藻液濃度800萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過24h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并調節(jié)pH值為7.0。光反應器3在中光照強度9000LX的光源2光照下、磁力攪拌器1為150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫，在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻分別為40歐姆和10歐姆，結果見表1。在燃料電池5持續(xù)耗氫下，產(chǎn)氫時間延長，可連續(xù)產(chǎn)氫120h；總氫氣產(chǎn)量達到54.4ml，是未用燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)最好水平的2.2倍。燃料電池持續(xù)耗氫維持體系內較低氫分壓，消除了反應中的氫抑制現(xiàn)象，提高產(chǎn)氫量。
表1燃料電池持續(xù)耗氫下兩次扁藻產(chǎn)氫過程的比較

對比實施例亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度800萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，其流程如圖2示。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過24h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并使用碳酸氫鈉溶液調節(jié)pH值為7.0。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。產(chǎn)氫系統(tǒng)不外接燃料電池耗氫檢測系統(tǒng)。產(chǎn)氫時間持續(xù)24小時，總產(chǎn)氫量為25ml。
實施例2亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度600萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，其流程如圖2示。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過20h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并使用碳酸氫鈉溶液調節(jié)pH值為8.2。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻為10歐姆，系統(tǒng)的氣體體積變化通過刻度氣體取樣管采用排水法收集計量，燃料電池耗氫電流由數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)自動檢測記錄，產(chǎn)氫量28ml。
相應的氫酶活性的測定與光合系統(tǒng)II化學活性的檢測方法為，氫酶活性的測定在厭氧環(huán)境中進行。以50mmol磷酸緩沖液(pH6.8)作反應緩沖液，以被連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)還原的甲基紫精(Methyl viologen，簡稱MV)作電子供體。反應系統(tǒng)包括終濃度為10mM的MV和100mM的連二亞硫酸鈉及500μl藻液。在37℃水浴中振蕩孵育20min后，用氣相色譜檢測氫氣組分含量。
按下式計算體外氫酶活性；Hydrogenase activity[μmolH2·mgChl-1·h-1]=9×40×[H2][μmolH2]chlorophyll amount[mgCh]×[h-1]]]>由光照反應器中取出10μl藻液，注入Water PAM葉綠素熒光儀的測量杯中，再加入3ml無菌海水培養(yǎng)基，混勻后進行測量。通過ΔF/Fm’的變化，反映藻細胞光合系統(tǒng)II的化學活性的變化。
所有數(shù)據(jù)點以時間為橫坐標作圖，得到電流、氫酶活性和PSII活性隨時間變化的關系曲線，如圖5所示。
實施例3亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度600萬ce11s/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，其流程如圖2示。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過20h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為7.5μM并使用碳酸氫鈉溶液調節(jié)pH值為8.2。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻為10歐姆，系統(tǒng)的氣體體積變化通過刻度氣體取樣管采用排水法收集計量，燃料電池耗氫電流由數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)自動檢測記錄，產(chǎn)氫量5.1ml。
相應的氫酶活性的測定與光合系統(tǒng)II化學活性的檢測方法為，氫酶活性的測定在厭氧環(huán)境中進行。以50mmol磷酸緩沖液(pH6.8)作反應緩沖液，以被連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)還原的甲基紫精(Methyl viologen，簡稱MV)作電子供體。反應系統(tǒng)包括終濃度為10mM的MV和100mM的連二亞硫酸鈉及500μl藻液。在37℃水浴中振蕩孵育20min后，用氣相色譜檢測氫氣組分含量。
按下式計算體外氫酶活性；Hydrogenase activity[μmolH2·mgChl-1·h-1]=9×40×[H2][μmolH2]chlorophyll amount[mgCh]×[h-1]]]>由光照反應器中取出10μl藻液，注入Water PAM葉綠素熒光儀的測量杯中，再加入3ml無菌海水培養(yǎng)基，混勻后進行測量。通過ΔF/Fm’的變化，反映藻細胞光合系統(tǒng)II的化學活性的變化。
所有數(shù)據(jù)點以時間為橫坐標作圖，得到電流、氫酶活性和PSII活性隨時間變化的關系曲線，如圖6所示。
實施例4亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度600萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過24h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并使用醋酸鈉溶液調節(jié)pH值為7.23。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻為10歐姆，產(chǎn)氫量52.3ml，結果見圖7。
實施例5亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度600萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過22h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并使用磷酸緩沖溶液或調節(jié)pH值為7.61。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻為10歐姆，產(chǎn)氫量35.1ml，結果見圖8。
實施例6亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度600萬cells/mL。采用扁藻兩步法光解水制氫的方法。取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿藻液，密封瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶。藻液經(jīng)過22h時間的暗誘導后，光照前加入CCCP至濃度為15μM并使用Tris-鹽酸緩沖溶液或調節(jié)pH值為7.77。系統(tǒng)在中光照強度9000LX、150rpm的攪拌速度下攪拌藻液，使光反應器內的藻液光照產(chǎn)氫。在光反應器上外接燃料電池持續(xù)耗氫，外電路電阻為10歐姆，產(chǎn)氫量19.25ml，結果見圖8。
以燃料電池檢測產(chǎn)氫過程的依據(jù)是電子數(shù)與消耗的氫原子數(shù)的一一對應關系，積分電流變化曲線計算產(chǎn)氫量，具體計算方法為氫氣量H2=12NeN0×22.4×298.15273.15,]]>L；N0＝6.02×1023，Ne＝∫Idt/qe，I為電流值，qe＝1.6×10-19，為電子電量。
堿性氫氧燃料電池的制備工藝經(jīng)多次試驗可以保證電池性能的穩(wěn)定性與重復性以及密封要求，具體為從外到內采用不銹鋼板、聚四氟墊圈、塑料分布板、電極、石棉膜的次序壓制電池，電池結構如圖3所示，電池陽極為銀材料制備的氧電極，陰極為Pd材料制備的氫電極，電解液隔層采用飽和KOH浸泡的石棉膜。在制備前，用電解液充分浸泡石棉膜，并用不銹鋼板、聚四氟板、電極、石棉進行預壓后再壓制電池，可以保證電池性能的穩(wěn)定性與重復性。
燃料電池采用單級或多級形式，外電路電阻可依據(jù)實際情況自由變化，耗氫能力增強有利于體系氫分壓保持在較低水平，減輕反應的氫抑制現(xiàn)象，產(chǎn)氫反應平衡右移，促進產(chǎn)氫量的增大。
康維方營養(yǎng)鹽，其配比及使用見表2。
表2康威方營養(yǎng)鹽配比及使用

權利要求
1.一種燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，其特征在于以一種具有光解海水產(chǎn)氫功能的海洋綠藻-亞心型扁藻為體系產(chǎn)氫材料，在光反應器上外接堿性氫氧燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)來維持體系內較低氫分壓，依據(jù)電路中電子數(shù)量與氫原子數(shù)的一一對應關系，通過測量電池外電路電流變化來計算體系內氫濃度的變化，研究扁藻在CCCP脅迫調控下產(chǎn)氫過程的特征。
2.按權利要求1所述的燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，其特征在于具體操作過程為1)亞心型扁藻采用康維方營養(yǎng)鹽培養(yǎng)，培養(yǎng)到對數(shù)生長后期后離心、膜過濾收集或高密度培養(yǎng)至產(chǎn)氫藻液濃度400～800萬cells/mL；2)采用扁藻兩步法光解水制氫的方法，取容積為500mL的攪拌式光產(chǎn)氫反應器，裝滿步驟1)濃度的藻液，密封反應器瓶口，用氮氣置換空氣5min，放置到25℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)以誘導可逆氫酶，藻液暗誘導時間為4～24h；3)暗誘導后，加入CCCP至濃度為7.5～15μM的藻液中，并使用緩沖液調節(jié)藻液pH值為7～8.3，然后由光反應器兩側的光源光照光反應器，由光反應器下部的磁力攪拌器攪拌藻液，使光反應器內的藻液產(chǎn)氫；光反應器內的氣體體積變化通過刻度氣體取樣管采用排水法收集計量，燃料電池耗氫電流由數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)自動檢測記錄。
3.按權利要求2所述的燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，其特征在于所述步驟2)中的緩沖液可為碳酸氫鈉溶液、磷酸緩沖溶液、醋酸鈉溶液或Tris-鹽酸緩沖溶液。
4.按權利要求2所述的燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，其特征在于所述步驟3)中光源為中光照強度9000LX，磁力攪拌器的攪拌速度為150rpm。
5.按權利要求2所述的燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，其特征在于所述堿性氫氧燃料電池具體為從外到內依次采用不銹鋼板、聚四氟墊圈、塑料分布板、電極、石棉膜的次序壓制電池，電池陽極為銀材料制備的氧電極，陰極為鈀材料制備的氫電極，電解液隔層采用飽和KOH浸泡的石棉膜，在制備前，用電解液充分浸泡石棉膜，并用不銹鋼板、聚四氟板、電極、石棉進行預壓后再壓制電池，可以保證電池性能的穩(wěn)定性與重復性。
全文摘要
本發(fā)明涉及光解水制氫的方法，具體地說是一種燃料電池耗氫技術用于扁藻光解海水產(chǎn)氫的方法，以一種具有光解海水產(chǎn)氫功能的亞心型扁藻為體系產(chǎn)氫材料，在光反應器上外接堿性氫氧燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)來維持體系內較低氫分壓，依據(jù)電路中電子數(shù)量與氫原子數(shù)的一一對應關系，通過測量電池外電路電流變化來反映體系內氫濃度的變化，研究扁藻在CCCP脅迫調控下產(chǎn)氫的特征。在燃料電池持續(xù)耗氫下，扁藻產(chǎn)氫時間延長5倍，可連續(xù)產(chǎn)氫120h；總氫氣產(chǎn)量達到54.4ml，是未用燃料電池持續(xù)耗氫系統(tǒng)最好水平的2.2倍。本發(fā)明對產(chǎn)氫過程進行高效、靈敏的實時檢測，方法簡便，抗干擾能力強，在產(chǎn)氫機理研究、工程研究中具有廣泛應用前景。
文檔編號H01M8/06GK1990873SQ200510136770
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者張衛(wèi), 虞星炬, 金美芳, 陳兆安, 陸洪斌, 彥飛, 冉春秋 申請人:中國科學院大連化學物理研究所