1. 技術(shù)領(lǐng)域

資源與環(huán)境技術(shù)

2. 團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：郭坤

    所在院校：西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院

3. 技術(shù)成熟度：實(shí)驗(yàn)室級別

4. 投資規(guī)模：面議

5. 成果編號：

    LFKJCG20221028700566

6. 合作方式：技術(shù)開發(fā)

2015 年我國實(shí)施了史上最嚴(yán)的環(huán)境保護(hù)法，對企業(yè)污染排放做出嚴(yán)格規(guī)定，對違法排污企業(yè)懲罰力度大大加強(qiáng)。食品和藥品發(fā)酵企業(yè)的廢水/廢渣的資源化利用是降低企業(yè)運(yùn)行成本的有效途徑。發(fā)酵廢水/廢渣由于其有機(jī)質(zhì)含量高、可生化處理性好和成分相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，非常適用于微生物電化學(xué)產(chǎn)氫氣。 

微生物電化學(xué)產(chǎn)氫所用到的裝置稱作微生物電解池。該裝置被質(zhì)子交換膜分隔成一個(gè)陽極室和陰極室。在陽極室，生長在電極表面的微生物能夠降解有機(jī)物生成二氧化碳、質(zhì)子和電子。質(zhì)子和電子分別通過質(zhì)子交換膜和外電路到 達(dá)陰極，兩者在一定的外電壓（>0.2 V）作用下在陰極生成氫氣。整個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物的去除，同時(shí)回收氫氣。

微生物電化學(xué)產(chǎn)氫的優(yōu)勢：

1、底物廣泛：相對于發(fā)酵產(chǎn)氫，微生物電解池的底物不僅局限于可發(fā)酵的糖類物質(zhì)，還包括蛋白質(zhì)、脂類，甚至是發(fā)酵廢水和各種有機(jī)廢水；

2、轉(zhuǎn)化率高：可以將底物完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和氫氣，例如 1mol 的葡萄糖理論可生成 12 mol 的氫氣，而發(fā)酵制氫最大值為 4 mol；

3、所需外電壓?。篗EC 制氫所需的理論最小電壓只有 0.12 V，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電解水制氫氣所需要的理論最小電壓 1.23 V；

4、反應(yīng)速率可控：相對于傳統(tǒng)厭氧污水技術(shù)如厭氧消解產(chǎn)甲烷和發(fā)酵產(chǎn)氫，微生物電解池可以通過外電路來調(diào)控反應(yīng)器的運(yùn)行；

5、產(chǎn)氫純度高：厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)生的是氫氣和二氧化碳的混合氣體，而微生物電解池由于質(zhì)子交換膜的存在，陰極產(chǎn)生的是高純度（>95%）的氫氣。

項(xiàng)目分為兩期執(zhí)行，一期主要從事發(fā)酵廢水/廢渣的微生物電化學(xué)產(chǎn)氫的研究，目的是處理有機(jī)物并回收氫氣。二期主要從事一期出水的深度處理，建立完整的物理化學(xué)處理工藝，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)微生物電化學(xué)處理后的廢水的達(dá)標(biāo)排放。