一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法

1.本技术涉及生物反应器技术领域，具体涉及一种易于释氢的发酵装置及发 酵制氢方法。


背景技术：

2.氢能作为能量密度较高的一种能量载体形式，燃烧时的最终产物为水，对 环境十分友好，能实现能源的可持续，可以有效减少温室气体的排放，在世界 经济增长和能源安全活动中发挥着重大贡献，生物制氢技术也受到了研究者和 科学家的广泛关注。
3.生物制氢是利用微生物自身代谢释放氢气的过程，环境友好且原料来源丰 富而且被认为是未来氢能生产的主要替代形式。生物制氢技术中的暗发酵技 术，在生物制氢中占有非常重要的地位。暗发酵中的产氢微生物主要为梭菌， 其具有将糖类物质快速转化为自身生物量同时释放氢气的能力。可以在没有光 照的情况下进行产氢并有较高的产氢速率。
4.但是目前的暗发酵反应器存在以下缺点：发酵液中的溶解氢不易释放，会 导致代谢途径向积累挥发性脂肪酸方向转移，同时氢气释放不充分；压力控制 只能单一地通过尾气端是否与大气相连控制加压或不加压，不仅需要投入过多 的人力物力，也不利于氢气的制备。
5.因此，亟需提供一种易于释氢的发酵装置，能够有效解决氢气释放不充分 的问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种易于释氢的发酵装置，不仅能够在发酵过程中 尽可能地释放出所有氢气，还能将反应过程尽可能地向产氢途径调节。
7.为了实现上述技术目的，本技术采用以下技术方案。
8.本技术实施例提供一种易于释氢的发酵装置，包括反应器本体，以及设置 在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口 连接；
9.所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关 设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所 述气泡计数器之间的气体连通；
10.所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释 出的氢气。
11.可选的，在本技术的一些实施例中，当所述控时开关在通电的状态下，阻 断所述反应器本体与所述气泡计数器的气体连通；
12.当所述控时开关在断电的状态下，使得所述反应器本体与所述气泡计数器 之间气体连通。
13.可选的，在本技术的一些实施例中，为收集氢气，所述控时开关的可以设 定为：每
通电1小时后，断电3～5分钟；如此反复。
14.可选的，在本技术的一些实施例中，所述控时开关包括机械弹簧。所述机 械弹簧设置在导气管上，若所述机械弹簧夹紧使得该处导气管气体不流通，若 所述机械弹簧弹开使得该处导气管气体流通。
15.可选的，在本技术的一些实施例中，所述机械弹簧的夹紧或弹开可根据通 电或断电来调控。
16.可选的，在本技术的一些实施例中，所述易于释氢的发酵装置还包括ph 调控装置，所述ph调控装置包括ph控制器和ph电极。
17.可选的，在本技术的一些实施例中，所述ph电极设置在所述反应器本体 的内部，用以实时监测所述反应器本体内部的发酵液的ph值。所述ph控制器 设置在所述反应器本体的外部，通过所述ph控制器可以调控所述反应器本体 内部的发酵液的ph值。
18.可选的，在本技术的一些实施例中，所述易于释氢的发酵装置还包括搅拌 装置，所述搅拌装置设置在所述反应器本体内部。
19.可选的，在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置包括设置在搅拌杆上的 液体搅拌桨和气体搅拌桨。
20.可选的，在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置上还包括储氢合金。
21.可选的，在本技术的一些实施例中，所述储氢合金连接在所述液体搅拌桨 上。
22.可选的，在本技术的一些实施例中，所述储氢装置与所述反应器本体之间 设置有第一空气过滤器；所述第一空气过滤器设置在所述反应器本体与所述控 时开关之间。
23.可选的，在本技术的一些实施例中，所述反应器本体的进气口通过导气管 连接一第二空气过滤器。
24.可选的，在本技术的一些实施例中，所述反应器本体包括反应器罐体和盖 板。所述出气口和所述进气口均设置在所述盖板上。
25.相应的，本技术实施例还提供一种发酵制氢方法，采用如上所述的任意一 种易于释氢的发酵装置。
26.可选的，在本技术的一些实施例中，将发酵液置于所述易于释氢的发酵装 置中的反应器本体内进行发酵产氢气。
27.可选的，在本技术的一些实施例中，利用所述ph调控装置监测所述发酵 液的ph值，并对所述发酵液的ph值进行调节。
28.可选的，在本技术的一些实施例中，在收集发酵产生的氢气时，设定储氢 装置中的所述控时开关为：每通电1小时后，断电3～5分钟。
29.本技术的有益效果在于：
30.本技术的发酵装置不仅能够在发酵过程中尽可能地释放出所有氢气，还能 将反应过程尽可能地向产氢途径调节。具体地，本技术的发酵装置内设有可拆 卸的带有储氢合金的搅拌装置，能有效吸取反应物料中的溶解氢，提高氢气的 释放效率，从而使葡萄糖更多地被利用产氢，提高氢气得率。本技术发酵装置 的出气口连接有控时开关和气泡计数器，不仅能更准确地计算产氢速率，同时 能灵活实现反应器内加压状态和不加压状态的转变，提高产氢效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术 的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本技术实施例提供的易于释氢的发酵装置的结构示意图。
33.附图中的标号分别为：反应器罐体1；液体搅拌桨2；盖板3；出气口4；气 体搅拌桨5；进气口6；第二空气过滤器8；第一空气过滤器10；控时开关13； 气泡计数器14；氢气收集装置16；ph电极18；ph控制器19。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外，在本申 请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等 仅仅作为标示使用，并没有强加数字要求或建立顺序。本发明的各种实施例可 以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及 简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述 已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从 1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4， 从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此 不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围 内的任何引用的数字(分数或整数)。
35.本技术实施例提供一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法。以下分别进 行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的 限定。
36.本技术实施例提供一种易于释氢的发酵装置，请参阅图1，包括反应器本 体和储氢装置。进一步地，所述反应器本体包括反应器罐体1和所述反应器罐 体1顶部的盖板3。所述反应器本体的顶部具有进气口4和出气口6，且均设置在 反应器本体顶部的盖板3上。可以想象，所述反应器本体除了所述进气口4和所 述出气口6可以与外界连接外是密封的容器。例如，所述反应器罐体1为玻璃罐 体，罐体上没有任何开口，为密闭圆柱体。
37.本技术实施例中，所述储氢装置设置在所述反应器本体的外部，主要用于 收集反应器本体中溢出的气相部分的氢气。进一步地，所述储氢装置与所述反 应器本体的出气口4连接。可以想象，所述储氢装置与所述反应器本体内的腔 室流体连接。进一步地，所述储氢装置通过导气管与所述出气口4密封连接。
38.进一步地，请继续参阅图1，所述储氢装置包括控时开关13、气泡计数器 14和氢气收集装置16。所述控时开关13设置在所述反应器本体与所述气泡计数 器14之间，用以控制所述反应器本体与所述气泡计数器14之间的气体连通。所 述氢气收集装置16用于收集所述反应器本体内释出的氢气。进一步地，所述氢 气收集装置16与所述气泡计数器14连接，收集经过气泡计数器14的氢气。
39.在一具体实施例中，所述气泡计数器14包括气泡出口、对射传感器和计数 器。所
述对射传感器连接所述计数器。进一步地，所述气泡出口浸泡在一水槽 中，水槽上设置有一对对射传感器，对射传感器的发射端和接收端所在地直线 经过所述气泡出口处；在尾气端最后连接气泡计数器，由于水槽密封的作用， 整个装置不会发生气体交换，反应器本体内能够满足厌氧要求。所述气泡计数 器14通过导气管与所述控时开关13相连，在出气口粘接有导气管，导气管的内 径大于出气口外径，可完全包裹出气口；连接口通过硅胶粘接，可保证完全无 缝隙，实现导气管与气泡计数器的密封闭合连接。导气管末端可连接氢气收集 装置16。具体地，所述气泡计数器14上的出气口粘连有一导气管15，通过导气 管15将产生的气体通过所述氢气收集装置16收集。
40.本技术实施例中，所述气泡计数器14在没有气泡的情况下，对射传感器发 射端发出的激光可以穿过水槽到达接收端，不产生计数；当有气泡从导气管11 出来时，所述的气泡对光线有折射作用，使发射端对产生对激光光源偏离接收 端，从而对射传感器传输信号到计数器，每接收一个信号增加一个计数，从而 计算产生的气体量。
41.在本技术的一些实施例中，当所述控时开关13在通电的状态下，可以阻断 所述反应器本体与所述气泡计数器14的气体连接，也就是阻断所述反应器本体 与所述氢气收集装置16的气体连通。当所述控时开关13在断电的状态下，使得 所述反应器本体与所述气泡计数器14之间气体连通，也就是连通所述反应器本 体与所述氢气收集装置16的气体连接。
42.可以想象，当所述控时开关13在通电时，此时所述反应器本体内发酵产生 的氢气主要聚集在所述反应器本体的腔室的顶空部分，此时可以使得所述反应 器本体内的气压大于外界的气压，反应器本体内呈加压状态。当所述控时开关 13在断电时，反应器本体的腔室与气泡计数器14相通，此时聚集在反应器本体 内的气体可以通过导气管及气泡计数器14至氢气收集装置16中，实现氢气的收 集。进一步地，氢气收集装置16收集氢气后，反应器本体内的气压降低，可以 与大气压相持平，装置内呈现不加压的状态。
43.在本技术的一些实施例中，所述控时开关13的具体设定为：每通电1小时 后断电5分钟。也就是说，本技术通过该发酵装置使得所述反应器本体内每密 封发酵产气1小时后排气5分钟。所述控时开关13的总的设置时间可以为168小 时。也就是说，所述反应器本体内的发酵时间可以为168小时。
44.在本技术的一些实施例中，所述控时开关13包括机械弹簧12。进一步地， 所述机械弹簧设置在导气管上，若所述机械弹簧夹紧使得该处导气管气体不流 通，若所述机械弹簧弹开使得该处导气管气体流通。所述机械弹簧的夹紧或弹 开可根据其通电或断电的状态来调控。进一步地，所述机械弹簧12受所述控时 开关13控制。具体地，所说控时开关13通过电子电路，可通过控制时间实现电 路的开路和短路，从而实现控制机械弹簧夹12的目的。例如，所述机械弹簧12 的组成可以主要包括：两片硅胶垫片，一段弹簧夹，一片金属垫片。当控时开 关通电时，金属垫片前移压缩弹簧，致使两个硅胶垫片被挤压，将导气管11 夹紧从而无法使气体通过；当控时开关断电时，金属垫片后移，弹簧夹弹开， 两片硅胶垫片分开，导气管11松开，气体可正常通过，此时导气管9、导气管 11和气泡计数器14间呈完全连通状态。
45.进一步地，所述控时开关13包括单片微处理器和接触器。具体地，所述 单片微处理器与电源开关相连用以控制所述接触器的通电或断电。当所述接触 器在通电的情况下，所述机械弹簧夹紧以阻断所述反应器本体与所述气泡计数 器14的气体连通；当所述接触
器在断电的情况下，所述机械弹簧夹弹开，使 得所述反应器本体与所述气泡计数器14之间气体连通。
46.结合上述可知，所述控时开关13的组件主要包括单片微处理器、接触器 和机械弹簧12；可以有效调控所述储氢装置的氢气收集情况，便于对氢气的 收集和调控。例如，单片微处理器通过电子电路与电源开关相连控制接触器， 接触器在通电的情况下机械弹簧夹紧连接导气管，使弹簧夹前的整个装置处于 密封状态，气体无法通过；接触器在断电的情况下机械弹簧夹弹开，导气管与 气泡计数器连通。单片微处理器可以进行时间设定，从1秒钟到168小时，每 日可重复设置，且有多路控制功能。
47.在本技术的一些实施例中，请继续参阅图1，所述易于释氢的发酵装置还 包括ph调控装置，所述ph调控装置包括ph电极18和ph控制器19。进一 步地，所述ph电极18设置在所述反应器本体的内部，用以实时监测所述反 应器本体内部的发酵液的ph值。进一步地，所述ph控制器19设置在所述反 应器本体的外部，通过所述ph控制器19可以调控所述反应器本体内部的发 酵液的ph值。
48.在本技术实施例中，所述ph控制器19可以通过所述ph电极18实现对 发酵液ph的监测，通过ph控制器19实现对发酵液ph的调控。
49.在本技术的一些实施例中，所述易于释氢的发酵装置还包括搅拌装置，所 述搅拌装置设置在所述反应器本体内部。进一步地，所述搅拌装置包括设置在 搅拌杆上的液体搅拌桨2和气体搅拌桨5。进一步地，所述搅拌装置与所述盖 板3可拆卸连接，从而实现所述搅拌装置与反应器本体的可拆卸连接。例如， 所述搅拌装置的主轴(即搅拌杆)可以通过以连接件与盖板3可拆卸连接。
50.在本技术实施例中，所述液体搅拌桨2设置在所述搅拌杆的底部，即位于 所述反应器本体的底部，以便于对其内部的发酵液进行搅拌。所述气体搅拌桨 5设置在所述搅拌杆的顶部，即靠近所述反应器本体的顶部或盖板3，以便于 对反应器本体的顶部的气体进行搅拌。
51.进一步地，所述液体搅拌桨2可以是磁控搅拌桨。所述磁控搅拌桨拥有磁 性，可在磁力作用下控制搅拌桨的转动。
52.在本技术的一些实施例中，所述搅拌装置上还包括储氢合金17。例如， 所述储氢合金可以选自la
1.7
sm
0.3
mg
16
ni、v2ti
0.5
cr
0.5
nice
x
(x＝0～0.10)等镁 基、钒基复合储氢材料。
53.所述储氢合金17能实现在一定条件下吸收氢气，另外设定条件下放出氢 气。具体地，储氢合金具有非常良好的储氢能力，氢分子在金属表面吸附、解 离为氢原子，氢原子在金属表面渗透并向内扩散形成金属氢化物固溶体，直至 吸收足够的氢气后氢原子在金属的多面体间隙中的排布均匀。所述储氢合金释 放氢气时即为在一定温度和压力下发生吸氢反应的逆反应。
54.进一步地，所述储氢合金17可以连接在所述液体搅拌桨2上，用于吸附 液相中产生而尚未溢出的氢气。例如，所述储氢合金17可以通过螺纹旋钮和 所述液体搅拌桨连接，这样可以做到上下拆卸。例如，所述储氢合金17可以 通过焊接的方式连接在所述液体搅拌桨上。
55.本技术实施例中，当反应器本体发生产氢反应时，储氢合金17连接在液 体搅拌桨
2上，通过调整液体搅拌桨2的转速带动上面的储氢合金17转动， 从而吸收反应物料当中溶解的氢气；当反应器本体停止产氢反应后，可以将储 氢合金17拆卸，释放储氢合金中储存的氢气。
56.在本技术的一些实施例中，所述ph控制器19可以与所述搅拌装置相连， 可以实现在不同的ph条件下调整反应器本体内的搅拌装置的转速，使转速随 着ph条件的不同而不同。例如，所述的ph电极18可以和连接在反应器本体上 端的搅拌装置由电线连接，通过同一个ph控制器19控制。
57.在本技术的一些实施例中，请继续参阅图1，所述储氢装置与所述反应器 本体之间设置有第一空气过滤器10。进一步地，所述反应器本体的出气口4通 过导气管9连接第一空气过滤器10。进一步地，所述第一空气过滤器10的一端 与所述反应器本体的出气口4连接，另一端通过控时开关13与气泡计数器14相 连。所述第一空气过滤器10的尺寸与所述反应器本体的出气口4的内径相适 配，保证过滤器与的反应器本体连接后呈密封状态。可见，所述第一空气过滤 器10设置在所述反应器本体与所述控时开关13之间，可以起到过滤气体的作 用。所述第一空气过滤器10可拆卸连接在发酵装置中。
58.进一步地，请继续参阅图1，所述导气管11一端连接空气过滤器10，一端 连接气泡计数器13，中间安装有所述控时开关的机械弹簧夹12。
59.在本技术的一些实施例中，请继续参阅图1，所述反应器本体的进气口6 通过导气管7连接一第二空气过滤器8。
60.在本技术的一些实施例中，所述反应器本体包括一盖板3，所述出气口4 和所述进气口6均设置在所述盖板3上。所述ph控制器19也与所述盖板3连接。 进一步地，所述ph控制器19可以通过所述盖板3控制所述反应器本体内的ph电 极18和搅拌装置。
61.具体地，本技术一实施例的发酵装置中，反应器罐体1上端用盖板3密封， 盖板3上有可以三个固定开口：一个较大的开口固定有不锈钢柱体，中部镂空 外接出气口4，可用于物料发酵反应中气体的导出；两个较小的开口，一个用 作进气口6，连接有导气管7，导气管7末端连接有第二空气过滤器8，该部分用 于在物料发酵开始前通入氮气来保证罐体内整个环境的无氧制备；另一个用于 置放ph电极，以达到监测反应物料ph的目的。其中，反应器本体内，不锈钢 柱体下端接有气体搅拌桨5，用于顶空气体的混匀和气体交换。
62.本技术实施例还提供一种发酵制氢方法，采用如上所述的任意一种易于释 氢的发酵装置。其中的发酵装置详见前述的易于释氢的发酵装置。
63.进一步地，将发酵液置于所述易于释氢的发酵装置中的反应器本体内进行 发酵产氢。
64.进一步地，利用所述ph调控装置监测所述发酵液的ph值，并对所述发 酵液的ph值进行调节。
65.进一步地，本技术使用的发酵液的起始ph值为碱性，即ph值大于7； 在装置中开始发酵后发酵液的ph值会降低。具体地，当所述ph调控装置监 测到所述发酵液的ph值自然发酵下降至中性偏酸，即ph值开始小于7，后 通过流加酸碱调节剂恒定控制所述发酵液的ph值在一定范围内。进一步地， 中性偏酸的ph值的范围可以为小于7和或大于等于5，如5、5.5、6、6.5或 6.8。例如，在一实施例中，当所述发酵液的ph值到达6后，流加酸碱调节剂 使得所述发酵液的ph值恒定为6。
66.在本技术的一些实施例中，在收集发酵产生的氢气时，设定储氢装置中的 所述控时开关为：每通电1小时后，断电3～5分钟。具体地，为收集氢气，设 定储氢装置中的所述控时开关为：每通电1小时后断电3～5分钟；周期性循环。 断电时间远小于通电时间。
67.可以想象，根据发酵的实际情况，当微生物生长到一定阶段后，开始收集 氢气，即设定断电时间。例如，当发酵时间到达9小时后，设定储氢装置中的 所述控时开关13为：每通电1小时后断电5分钟。可以理解，控制所述控时 开关1小时5分钟为一循环，每通电1小时后断电(开启弹簧夹)5分钟。也 就是说，所述反应器本体每密封发酵产气1小时后排气5分钟。发酵时间可以 为168小时。
68.具体地，在通电的1小时内，反应器本体内的反应物料发酵产氢，产生的 气体密封在的反应器本体的顶空部分，从而使的反应器本体内的气压大于外界 大气压，装置内呈加压状态；在断电(弹簧夹打开)的5分钟内，的反应器本 体与气泡计数器相通，气体通过导气管经过气泡计数器计数被氢气收集装置收 集，的反应器本体内的气压与大气压相平，装置内呈不加压状态。
69.在本技术发酵制氢方法一具体实施例中，采用上述的易于释氢的发酵装置 进行，具体参考下列的步骤。
70.本技术的发酵制氢方法在使用上述的易于释氢的发酵装置前，先断开出气 口端所有的装置连接，仅剩导气管与空气过滤器。该空气过滤器用于在灭菌之 后，未连接导气管11之前阻断外界菌体进入反应器本体导致反应物料染菌。可 以想象，由于导气管11、气泡计数器13的部分没有无菌要求，因此导气管11 不必参与灭菌过程，在罐体灭菌和除氧之后再连接到空气过滤器10上。
71.然后，将配置好的反应物料置入反应器本体中，先利用灭菌装置将整个反 应器本体和反应物料进行灭菌处理；然后通过进气口通氮气半小时，保证反应 物料和顶空气体中都不含有氧气后，夹紧进气口导气管，在出气口端导气管后 连接控时开关和气泡计数器，封闭其他所有出气口，保证内部密闭环境。
72.接着，将发酵装置整体放置于室温条件下，打开控制装置，调控ph到达 6.0后开始加碱控制ph恒定在6.0，同时控制转速为200rpm；在ph到达6.0之前， 不外加调控使反应物料自然发酵，同时控制转速为100rpm。在发酵前9小时， 不开启控时开关；发酵达到9小时后，控制控时开关1小时5分钟为一循环，每1 小时开启弹簧夹5分钟，在弹簧夹关闭的1小时内，反应器本体内的反应物料发 酵产氢，产生的气体密封在反应器的顶空部分，从而使反应器内的气压大于外 界大气压，装置内呈加压状态，在弹簧夹打开的5分钟内，反应器本体与气泡 计数器相通，气体通过导气管经过气泡计数器计数被氢气收集装置收集，反应 器内的气压与大气压相平，装置内呈不加压状态。
73.更详细地，所述发酵装置在灭菌前，放置橡胶垫圈，安装气体过滤器，利 用卡扣或螺丝将气体过滤组件以及其他零件与反应器本体连接固定；将配置好 的反应底物由上方加入反应器本体中，调节发酵料液的ph为6.5；将所有的 进气口和出气口用纱布和锡纸包裹放置水蒸气进入反应器本体，将整个连接完 整的反应器放入灭菌锅，121摄氏度灭菌60分钟。灭菌结束后，将反应器本 体放置于控制水箱上，调节控制罐体恒温37摄氏度，连接其他元件，并将ph 电极18固定在盖板3上。通过盖板3上的进料口点火无菌加入提前灭菌完成 的葡萄糖溶液和过滤灭菌的混合液a、b，在进气口6的第二空气过滤器8下 端连接氮气通气
管，持续通氮气30分钟，以保证整个反应器本体内的无氧环 境。停止通氮气后，夹紧进气口6端的导气管7，并将尾气端的导气管11安 装在机械弹簧夹12上，下端连接气泡计数器14。此时机械弹簧夹12处于压 紧状态，整个装置处于完全密封且无氧状态。反应物料开始发酵后，调节ph 控制器，设定开始调节的ph值为6.0，即当反应物料自然发酵至ph6.0后， 开始向内加入碱液中和反应产生的挥发性脂肪酸控制ph恒定在6.0。同时， 在ph未达到6.0之前磁控搅拌桨2的转速设定为100rpm，达到6.0后磁控搅 拌桨2的转速设定为200rpm。将控时开关开始工作的时间设定为发酵第9小 时；发酵达到9小时后，控制控时开关1小时5分钟为一循环，每1小时开启 弹簧夹5分钟，在弹簧夹关闭的1小时内，反应器本体内的反应物料发酵产氢， 产生的气体密封在反应器的顶空部分，从而使反应器内的气压大于外界大气 压，装置内呈加压状态，在弹簧夹打开的5分钟内，反应器本体与气泡计数器 相通，气体通过导气管11经过气泡计数器14计数被氢气收集装置16收集， 反应器内的气压与大气压相平，装置内呈不加压状态。
74.本技术实施例提供的易于释氢的发酵装置适用于暗发酵生物制氢装置。例 如本技术可以适用于暗发酵产氢微生物，如梭菌，将糖类物质快速转化为自身 生物量同时释放氢气。
75.以上对本技术实施例所提供的一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法 进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时， 对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均 会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种易于释氢的发酵装置，其特征在于，包括反应器本体，以及设置在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口连接；所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所述气泡计数器之间的气体连通；所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释出的氢气。2.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，当所述控时开关在通电的状态下，阻断所述反应器本体与所述气泡计数器的气体连通；当所述控时开关在断电的状态下，使得所述反应器本体与所述气泡计数器之间气体连通。3.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述易于释氢的发酵装置还包括ph调控装置，所述ph调控装置包括ph电极和ph控制器；所述ph电极设置在所述反应器本体的内部，用以实时监测所述反应器本体内部的发酵液的ph值；所述ph控制器设置在所述反应器本体的外部。4.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述易于释氢的发酵装置还包括搅拌装置，所述搅拌装置设置在所述反应器本体内部；所述搅拌装置包括设置在搅拌杆上的液体搅拌桨和气体搅拌桨。5.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述搅拌装置上还包括储氢合金；优选地，所述储氢合金连接在所述液体搅拌桨上。6.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述储氢装置与所述反应器本体之间设置有第一空气过滤器；所述第一空气过滤器设置在所述反应器本体与所述控时开关之间。7.根据权利要求1所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述反应器本体的进气口通过导气管连接一第二空气过滤器。8.根据权利要求7所述的易于释氢的发酵装置，其特征在于，所述反应器本体包括反应器罐体和盖板；所述出气口和所述进气口均设置在所述盖板上。9.一种发酵制氢方法，采用如权利要求1～8中的任一项所述的易于释氢的发酵装置。10.根据权利要求9所述的发酵制氢方法，其特征在于，将发酵液置于所述易于释氢的发酵装置中的反应器本体内进行发酵产氢气；利用所述ph调控装置监测所述发酵液的ph值，并对所述发酵液的ph值进行调节；在收集发酵产生的氢气时，设定储氢装置中的所述控时开关为：每通电1小时后，断电3～5分钟。

技术总结
本申请公开了一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法。所述易于释氢的发酵装置包括反应器本体，以及设置在所述反应器本体外部的储氢装置；所述储氢装置与所述反应器本体的出气口连接；所述储氢装置包括控时开关、气泡计数器和氢气收集装置；所述控时开关设置在所述反应器本体与所述气泡计数器之间，用以控制所述反应器本体与所述气泡计数器之间的气体连通；所述氢气收集装置与所述气泡计数器连接，用于储存所述反应器本体内释出的氢气。本申请的易于释氢的发酵装置不仅能够在发酵过程中尽可能地释放出所有氢气，还能将反应过程尽可能地向产氢途径调节。向产氢途径调节。向产氢途径调节。


技术研发人员：张旭 丁慧丽 杨帆 陈广麟 朱明龙 谭文松
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5