生物能源研究现状与发展态势课件.ppt

1、生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势

2、生物能源研究现状与发展态势 绿藻中存在氢酶,可以利用光能产生氢气。整个途径包括水裂解和释氧的光系统II(PS II)和生成还原剂用来CO2 还原的光系统I(PS I)。在光合系统的第二个阶段(PS II),氧化侧从水中获得电子并产生氧气,电子经过一系列光驱动下的生化反应,电子的能量得到升级,最终到达第一阶段(PS)的还原侧并传递给氢酶,由氢酶传递给氢离子从而产生出氢气。生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 固氮酶是光营养细菌产氢的关键酶。在有氮气存在的条件下，它催化分子氮还原为氨同时释放出少量氢气。生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 发酵产氢微生物可以在发酵过

3、程中分解有机物产生氢气,它包括梭菌属(Clost ridium)、脱硫弧菌属(Desulf ovibrio)、埃希氏菌属(Escherichia)、丁酸芽孢杆菌属(Trdiumbut y ricum)生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势丁酸型发酵、混合酸发酵、NADH途径生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势(1)丁酸型发酵产氢途径:专性厌氧的细菌类群,如梭状芽孢杆菌属等。其主要末端产物有:丁酸、乙酸、CO2 和H2。葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸。丙酮酸首先在丙酮酸脱氢酶的作用下脱羧,形成羟乙基与硫胺素焦磷酸酶的

4、复合物,该复合物将电子转移给还原态的铁氧化还原蛋白(Fd),然后在氢化酶的作用下被重新氧化成氧化态的铁氧化还原蛋白(Fdox),产生分子氢。生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势（2）混合酸发酵产氢途径 由EMP途径产生的丙酮酸脱羧后形成甲酸和乙酰基,然后甲酸裂解生成CO2 和H2。该产氢过程由甲酸氢解酶(FHL)系统催化进行。FHL系统含有甲酸脱氢酶和氢化酶组分,通过铁氧化还原蛋白酶和氢化酶作用分解为CO2 和H2。典型微生物主要有:埃希氏菌属和志贺氏菌属等。主要末端产物有:乳酸(或乙醇)、乙酸、CO2、H2 和甲酸等。其总反

5、应方程式可以用下式来表示:C6 H12O6+H2O CH3 COOH+C2 H5OH+2H2+2CO2生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势（3）NADH(二核苷酸腺嘌呤尼克酰胺)途径丁酸型发酵和混合酸发酵是两种直接产氢途径,而NADH/NAD+则是一种平衡调节途径。在微生物的新陈代谢过程中,经EMP途径产生的NADH 和H+一般均可通过与丙酸、丁酸、乙醇或乳酸等发酵相耦联而得以再生,从而保证NADH/NAD+平衡。但当NADH和H+的再生相对于其形成较慢时,会产生NADH与H+的积累。对此,生物有机体必须采取其他调控机制,如在

6、氢化酶的作用下,通过释放分子氢以使NADH与H+再生。反应方程式如下:NADH+H+H2+NAD+生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源

7、研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 是一类特殊的电池是一类特殊的电池,以自然界的微以自然界的微生物或酶为催化剂生物或酶为催化剂,直接将燃料中的化直接将燃料中的化学能转化为电能。学能转化为电能。生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源

8、研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 纯菌种与生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势

9、生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物燃料电池中有效和高效的菌种是关键所在！生物燃料电池中有效和高效的菌种是关键所在！生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 植物的纤维素和半纤维素可作为乙醇发酵的原植物的纤维素和半纤维素可作为乙醇发酵的原料。转化过程如图所示：料。转化过程如图所示：

10、生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势？生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势 生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势生物能源研究现状与发展态势