生物燃料论文范文

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篇1

MFCs将可以被生物降解的物质中可利用的能量直接转化成为电能。要达到这一目的，只需要使细菌从利用它的天然电子传递受体，例如氧或者氮，转化为利用不溶性的受体，比如MFC的阳极。这一转换可以通过使用膜联组分或者可溶性电子穿梭体来实现。然后电子经由一个电阻器流向阴极，在那里电子受体被还原。与厌氧性消化作用相比，MFC能产生电流，并且生成了以二氧化碳为主的废气。

与现有的其它利用有机物产能的技术相比，MFCs具有操作上和功能上的优势。首先它将底物直接转化为电能，保证了具有高的能量转化效率。其次，不同于现有的所有生物能处理，MFCs在常温，甚至是低温的环境条件下都能够有效运作。第三，MFC不需要进行废气处理，因为它所产生的废气的主要组分是二氧化碳，一般条件下不具有可再利用的能量。第四，MFCs不需要能量输入，因为仅需通风就可以被动的补充阴极气体。第五，在缺乏电力基础设施的局部地区，MFCs具有广泛应用的潜力，同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。

微生物燃料电池中的代谢

为了衡量细菌的发电能力，控制微生物电子和质子流的代谢途径必须要确定下来。除去底物的影响之外，电池阳极的势能也将决定细菌的代谢。增加MFC的电流会降低阳极电势，导致细菌将电子传递给更具还原性的复合物。因此阳极电势将决定细菌最终电子穿梭的氧化还原电势，同时也决定了代谢的类型。根据阳极势能的不同能够区分一些不同的代谢途径：高氧化还原氧化代谢，中氧化还原到低氧化还原的代谢，以及发酵。因此，目前报道过的MFCs中的生物从好氧型、兼性厌氧型到严格厌氧型的都有分布。

在高阳极电势的情况下，细菌在氧化代谢时能够使用呼吸链。电子及其相伴随的质子传递需要通过NADH脱氢酶、泛醌、辅酶Q或细胞色素。Kim等研究了这条通路的利用情况。他们观察到MFC中电流的产生能够被多种电子呼吸链的抑制剂所阻断。在他们所使用的MFC中，电子传递系统利用NADH脱氢酶，Fe/S（铁/硫）蛋白以及醌作为电子载体，而不使用电子传递链的2号位点或者末端氧化酶。通常观察到，在MFCs的传递过程中需要利用氧化磷酸化作用，导致其能量转化效率高达65%。常见的实例包括假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa），微肠球菌（Enterococcusfaecium）以及Rhodoferaxferrireducens。

如果存在其它可替代的电子受体，如硫酸盐，会导致阳极电势降低，电子则易于沉积在这些组分上。当使用厌氧淤泥作为接种体时，可以重复性的观察到沼气的产生，提示在这种情况下细菌并未使用阳极。如果没有硫酸盐、硝酸盐或者其它电子受体的存在，如果阳极持续维持低电势则发酵就成为此时的主要代谢过程。例如，在葡萄糖的发酵过程中，涉及到的可能的反应是：C6H12O6+2H2O=4H2+2CO2+2C2H4O2或6H12O6=2H2+2CO2+C4H8O2。它表明，从理论上说，六碳底物中最多有三分之一的电子能够用来产生电流，而其它三分之二的电子则保存在产生的发酵产物中，如乙酸和丁酸盐。总电子量的三分之一用来发电的原因在于氢化酶的性质，它通常使用这些电子产生氢气，氢化酶一般位于膜的表面以便于与膜外的可活动的电子穿梭体相接触，或者直接接触在电极上。同重复观察到的现象一致，这一代谢类型也预示着高的乙酸和丁酸盐的产生。一些已知的制造发酵产物的微生物分属于以下几类：梭菌属（Clostridium），产碱菌（Alcaligenes），肠球菌（Enterococcus），都已经从MFCs中分离出来。此外，在独立发酵实验中，观察到在无氧条件下MFC富集培养时，有丰富的氢气产生，这一现象也进一步的支持和验证这一通路。

发酵的产物，如乙酸，在低阳极电势的情况下也能够被诸如泥菌属等厌氧菌氧化，它们能够在MFC的环境中夺取乙酸中的电子。

代谢途径的差异与已观测到的氧化还原电势的数据一起，为我们一窥微生物电动力学提供了一个深入的窗口。一个在外部电阻很低的情况下运转的MFC，在刚开始在生物量积累时期只产生很低的电流，因此具有高的阳极电势（即低的MFC电池电势）。这是对于兼性好氧菌和厌氧菌的选择的结果。经过培养生长，它的代谢转换率，体现为电流水平，将升高。所产生的这种适中的阳极电势水平将有利于那些适应低氧化的兼性厌氧微生物生长。然而此时，专性厌氧型微生物仍然会受到阳极仓内存在的氧化电势，同时也可能受到跨膜渗透过来的氧气影响，而处于生长受抑的状态。如果外部使用高电阻时，阳极电势将会变低，甚至只维持微弱的电流水平。在那种情况下，将只能选择适应低氧化的兼性厌氧微生物以及专性厌氧微生物，使对细菌种类的选择的可能性被局限了。

MFC中的阳极电子传递机制

电子向电极的传递需要一个物理性的传递系统以完成电池外部的电子转移。这一目的既可以通过使用可溶性的电子穿梭体，也可以通过膜结合的电子穿梭复合体。

氧化性的、膜结合的电子传递被认为是通过组成呼吸链的复合体完成的。已知细菌利用这一通路的例子有Geobactermetallireducens、嗜水气单胞菌（Aeromonashydrophila）以及Rhodoferaxferrireducens。决定一个组分是否能发挥类似电子门控通道的主要要求在于，它的原子空间结构相位的易接近性（即物理上能与电子供体和受体发生相互作用）。门控的势能与阳极的高低关系则将决定实际上是否能够使用这一门控（电子不能传递给一个更还原的电极）。

MFCs中鉴定出的许多发酵性的微生物都具有某一种氢化酶，例如布氏梭菌和微肠球菌。氢化酶可能直接参加了电子向电极的转移过程。最近，这一关于电子传递方法的设想由McKinlay和Zeikus提出，但是它必须结合可移动的氧化穿梭体。它们展示了氢化酶在还原细菌表面的中性红的过程中扮演了某一角色。

细菌可以使用可溶性的组分将电子从一个细胞（内）的化合物转移到电极的表面，同时伴随着这一化合物的氧化。在很多研究中，都向反应器中添加氧化型中间体比如中性红，劳氏紫（thionin）和甲基紫萝碱（viologen）。经验表明这些中间体的添加通常都是很关键的。但是，细菌也能够自己制造这些氧化中间体，通过两种途径：通过制造有机的、可以被可逆的还原化合物（次级代谢物），和通过制造可以被氧化的代谢中间物（初级代谢物）。

第一种途径体现在很多种类的细菌中，例如腐败谢瓦纳拉菌（Shewanellaputrefaciens）以及铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）。近期的研究表明这些微生物的代谢中间物影响着MFCs的性能，甚至普遍干扰了胞外电子的传递过程。失活铜绿假单胞菌的MFC中的这些与代谢中间体产生相关的基因，可以将产生的电流单独降低到原来的二十分之一。由一种细菌制造的氧化型代谢中间体也能够被其他种类的细菌在向电极传递电子的过程中所利用。

通过第二种途径细菌能够制造还原型的代谢中间体——但还是需要利用初级代谢中间物——使用代谢中间物如Ha或者HgS作为媒介。Schroder等利用E.coliK12产生氢气，并将浸泡在生物反应器中的由聚苯胺保护的铂催化电极处进行再氧化。通过这种方法他们获得了高达1.5mA/cm2（A，安培）的电流密度，这在之前是做不到。相似的，Straub和Schink发表了利用Sulfurospirillumdeleyianum将硫还原至硫化物，然后再由铁重氧化为氧化程度更高的中间物。

评价MFCs性能的参数

使用微生物燃料电池产生的功率大小依赖于生物和电化学这两方面的过程。

底物转化的速率

受到如下因素的影响，包括细菌细胞的总量，反应器中混合和质量传递的现象，细菌的动力学（p-max——细菌的种属特异性最大生长速率，Ks——细菌对于底物的亲和常数），生物量的有机负荷速率（每天每克生物量中的底物克数），质子转运中的质子跨膜效率，以及MFC的总电势。

阳极的超极化

一般而言，测量MFCs的开放电路电势（OCP）的值从750mV~798mV。影响超极化的参数包括电极表面，电极的电化学性质，电极电势，电极动力学以及MFC中电子传递和电流的机制。

阴极的超极化

与在阳极观测到的现象相似，阴极也具有显著的电势损失。为了纠正这一点，一些研究者们使用了赤血盐（hexacyanoferrate）溶液。但是，赤血盐并不是被空气中的氧气完全重氧化的，所以应该认为它是一个电子受体更甚于作为媒介。如果要达到可持续状态，MFC阴极最好是开放性的阴极。

质子跨膜转运的性能

目前大部分的MFCs研究都使用Nafion—质子转换膜（PEMs）。然而，Nafion—膜对于（生物）污染是很敏感的，例如铵。而目前最好的结果来自于使用Ultrex阳离子交换膜。Liu等不用使用膜，而转用碳纸作为隔离物。虽然这样做显著降低了MFC的内在电阻，但是，在有阳极电解液组分存在的情况下，这一类型的隔离物会刺激阴极电极的生长，并且对于阴极的催化剂具有毒性。而且目前尚没有可信的，关于这些碳纸-阴极系统在一段时期而不是短短几天内的稳定性方面的数据。

MFC的内在电阻

这一参数既依赖于电极之间的电解液的电阻值，也决定于膜电阻的阻值（Nafion—具有最低的电阻）。对于最优化的运转条件，阳极和阴极需要尽可能的相互接近。虽然质子的迁移会显著的影响与电阻相关的损失，但是充分的混合将使这些损失最小化。

性能的相关数据

在平均阳极表面的功率和平均MFC反应器容积单位的功率之间，存在着明显的差异。表2提供了目前为止报道过的与MFCs相关的最重要的的结果。大部分的研究结果都以电极表面的mA/m以及mW/m2两种形式表示功率输出的值，是根据传统的催化燃料电池的描述格式衍生而来的。其中后一种格式对于描述化学燃料电池而言可能已经是充分的，但是MFCs与化学燃料电池具有本质上的差异，因为它所使用的催化剂（细菌）具有特殊的条件要求，并且占据了反应器定的体积，因此减少了其中的自由空间和孔隙的大小。每一个研究都参照了以下参数的特定的组合：包括反应器容积、质子交换膜、电解液、有机负荷速率以及阳极表面。但仅从这一点出发要对这些数据作出横向比较很困难。从技术的角度来看，以阳极仓内容积（液体）所产生的瓦特/立方米（Watts/m3）为单位的形式，作为反应器的性能比较的一个基准还是有帮助的。这一单位使我们能够横向比较所有测试过的反应器，而且不仅仅局限于已有的研究，还可以拓展到其它已知的生物转化技术。

此外，在反应器的库仑效率和能量效率之间也存在着显著的差异。库仑效率是基于底物实际传递的电子的总量与理论上底物应该传递的电子的总量之间的比值来计算。能量效率也是电子传递的能量的提示，并结合考虑了电压和电流。如表2中所见，MFC中的电流和功率之间的关系并非总是明确的。需要强调的是在特定电势的条件下电子的传递速率，以及操作参数，譬如电阻的调整。如果综合考虑这些参数的问题的话，必须要确定是最大库仑效率（如对于废水处理）还是最大能量效率（如对于小型电池）才是最终目标。目前观测到的电极表面功率输出从mW/m2~w/m2都有分布。

优化

生物优化提示我们应该选择合适的细菌组合，以及促使细菌适应反应器内优化过的环境条件。虽然对细菌种子的选择将很大程度上决定细菌增殖的速率，但是它并不决定这一过程产生的最终结构。使用混合的厌氧-好氧型淤泥接种，并以葡萄糖作为营养源，可以观察到经过三个月的微生物适应和选择之后，细菌在将底物转换为电流的速率上有7倍的增长。如果提供更大的阳极表面供细菌生长的话，增长会更快。

批处理系统使能够制造可溶性的氧化型中间体的微生物的积累成为了可能。持续的系统性选择能形成生物被膜的种类，它们或者能够直接的生长在电极上，或者能够通过生物被膜的基质使用可移动的穿梭分子来传递电子。

通过向批次处理的阳极中加入可溶性的氧化中间体也能达到技术上的优化：MFCs中加入氧化型代谢中间体能够持续的改善电子传递。对这些代谢中间体的选择到目前为止还仅仅是出于经验性的，而且通常只有低的中间体电势，在数值约为300mV或者还原性更高的时候，才认为是值得考虑的。应该选择那些具有足够高的电势的氧化中间体，才能够使细菌对于电极而言具有足够高的流通速率，同时还需参考是以高库仑效率还是以高能量效率为主要目标。

一些研究工作者们已经开发了改进型的阳极材料，是通过将化学催化剂渗透进原始材料制成的。Park和Zeikus使用锰修饰过的高岭土电极，产生了高达788mW/m2的输出功率。而增加阳极的特殊表面将导致产生更低的电流密度（因此反过来降低了活化超极化）和更多的生物薄膜表面。然而，这种方法存在一个明显的局限，微小的孔洞很容易被被细菌迅速堵塞。被切断食物供应的细菌会死亡，因此在它溶解前反而降低了电极的活化表面。总之，降低活化超极化和内源性电阻值将是影响功率输出的最主要因素。

IVIFC：支柱性核心技术

污物驱动的应用在于能够显著的移除废弃的底物。目前，使用传统的好氧处理时，氧化每千克碳水化合物就需要消耗1kWh的能量。例如，生活污水的处理每立方米需要消耗0.5kWh的能量，折算后在这一项上每人每年需要消耗的能源约为30kWh。为了解决这一问题，需要开发一些技术，特别是针对高强度的废水。在这一领域中常用的是UpflowAnaerobicSludgeBlanket反应器，它产生沼气，特别是在处理浓缩的工业废水时。UASB反应器通常以每立方米反应器每天10~20kg化学需氧量的负荷速率处理高度可降解性的废水，并且具有（带有一个燃烧引擎作为转换器）35%的总电力效率，意味着反应器功率输出为0.5~1kW/m3。它的效率主要决定于燃烧沼气时损失的能量。未来如果发展了比现有的能更有效的氧化沼气的化学染料电池的话，很可能能够获得更高的效率。

篇2

作者简介：王雪梅(1976-)，女，重庆永川人，副研究员，主要从事科学计量学、GIS与文献计量学集成研究.

资源与环境科学以人类生存和发展所依赖的地球系统特别是地球表层系统的特征和变化规律为主要研究对象，研究内容涉及地球科学及其分支学科，以及生命科学、化学、工程与材料科学、信息科学及管理科学的诸多分支学科领域。经济快速发展对资源环境科学提出了巨大需求，中国科学院围绕我国经济社会发展的重大问题及其相关的资源环境与地球科学问题，在资源环境和地球科学领域取得了一系列研究成果［1～3］。利用WebofKnowledge平台SCI-E数据库，对2009—2014年中国科学院SCI论文及地球科学与资源环境科学领域论文产出进行统计，并与全球及中国论文产出相比较，了解中国科学院在地球科学与资源环境科学领域的研究产出及其发展状况。

1数据来源与分析方法

从WebofScience的251个学科分类中遴选出与地球科学、环境/生态学相关的学科，根据学科分类在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)数据库检索资源环境科学领域的相关论文，应用美国汤森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘软件进行数据分析和制图，对全球和中国的资源环境科学领域产出进行统计分析。

地球科学(Geosicence)领域包括：能源与燃料(Energy&Fuels)、地质工程(Engineering，Geological)、石油工程(Engineering，Petroleum)、地球化学与地球物理学(Geochemistry&Geophysics)、地理学(Geography)、地质学(Geology)、地球科学多学科(Geosciences，Multidisciplinary)、湖泊学(Limnology)、气象与大气科学(Meteorology&AtmosphericSciences)、矿物学(Mineralogy)、矿产与矿物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋学(Oceanography)、古生物学(Paleontology)、遥感(RemoteSensing)、水资源(WaterResources)；环境/生态学(Environment/Ecology)领域包括：土壤科学(SoilScience)、生态学(Ecology)、海洋工程(Engineering，Marine)、环境科学(EnvironmentalSciences)。

2015年2~3月在SCI-E数据库对全球、中国、中国科学院的SCI论文产出进行检索和统计，中国科学院检索范围包括署名中有“中国科学院”的论文，包括中国科学院各研究所及中国科学院大学(中国科学院研究生院)，不包括未署名“中国科学院”的中国科技大学论文。

2中国科学院论文产出总体态势

2009—2014年期间，SCI-E共收录论文955.6万篇，其中署名中国的论文有113万篇，署名中国科学院的论文有15万篇。图1反映了全球、中国、中国科学院2009—2014年年度论文产出量变化。全球、中国、中国科学院的SCI论文分别以年均2%，14%和10%的速度增长。2014年与2009年相比，全球SCI论文增长近11%，中国增长约为93%，而中国科学院增长了62%，由图2可见中国SCI论文增长速度远高于全球论文增长速度。

图3统计了中国SCI论文占全球百分比和中国科学院SCI论文占中国百分比，表明中国论文占全球的份额持续上升，而中国科学院论文占中国的份额则逐步有所下降，但中国科学院资源环境类研究所发表的SCI论文数量占中国科学院的份额稳中有升。从图2也可见，中国科学院资源环境类研究所2014年与2009年相比，SCI论文增长了约92%，与中国SCI论文的增速很接近，高于中国科学院整体的论文增长速度。

将2009—2014年环境/生态学和地球科学领域各年论文按照被引频次高低统计TOP1%，TOP10%，TOP20%和TOP50%论文的数量，以及中国和中国科学院相应级次TOP论文的数量，并统计中国占全球的比例和中国科学院占中国的比例(图4)。

根据论文全部著者统计的结果表明，中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%，中国地球科学领域TOP论文数占全球的比例高于环境生态学领域，并且地球科学领域TOP1%的高水平论文比例很高。中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%，中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。

3资源环境科学领域的重点研究方向

基于SCI学科分类，分别对2009—2014年全球SCI论文最多的20个学科领域的论文数占全球SCI论文总数的比例、中国SCI论文最多的20个学科领域的论文数占中国SCI论文总数的比例，以及中国科学院SCI论文最多的20个学科领域的论文数进行统计。结果显示，全球各学科领域中，生物学与生物化学发文最多，发文最多的20个学科领域主要侧重于医学和生命科学等，相比之下，中国产出偏重于材料科学以及化学、物理等相关学科领域，中国科学院在环境科学方面论文产出数量比例较高。

资源环境科学领域论文产出占全球自然科学领域论文产出的8%左右，中国该领域论文产出占中国SCI论文比例接近10%，中国科学院该领域论文产出占中国科学院SCI论文比例约为20%(图5)。

2009—2014年，中国SCI论文占全球比例约为12%，而资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。其中，环境科学是全球、中国和中国科学院资源环境科学领域论文产出的最主要的领域。此外，中国在能源与燃料、遥感、地质学等方面论文产出占全球比例相对较高，而在生态学、古生物学等方面所占比例较低。中国科学院关于古生物学方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例最高，达到54%；此外，在土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的论文占中国的比例也较高，但在石油工程、海洋工程等方面所占比例较低，不足10%(图6)。

图7中，气泡的大小表征资源环境各子领域占全球资源环境科学领域论文产出份额的大小，即点越大，该子领域论文数在全球资源环境领域中的比例越高；X轴表示资源环境子领域中国占全球论文的百分比，值越高表明该子领域中国占全球的比例越高；Y轴表示资源环境子领域中国科学院占中国论文的百分比，值越高表明该子领域中国科学院占中国的比例越高。气泡大的那些子领域(如环境科学等)是全球资源环境科学研究比较多的热点方向；右下角的那些子领域(如能源与燃料等)是中国资源环境科学相对比较有优势的研究方向；左上角那些子领域(如古生物学等)是中国科学院资源环境科学相对比较有优势的研究方向。

中国科学院资源环境类研究所2009—2014年发表的SCI论文主要涉及的学科领域包括：环境科学、生态学、地质学、工程学、气象与大气科学、农学、地球化学与地球物理学、化学、水资源、科学与技术、海洋与淡水生物学、地理学、植物学、海洋学等。

4主要研究机构的科学贡献

中国科学院几乎所有的研究机构都在SCI资源环境科学领域期刊发表过论文，2009—2014年根据全部著者统计超过100篇的研究所有50多个，在资源环境科学领域发表SCI论文较多的前10个研究所见表1，这些较多的研究所都属于中国科学院资源环境类研究机构。

2009—2014年中国科学院27个资源环境类研究所以第一著者发表的SCI论文共有22032篇，其中，生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、海洋研究所、地理科学与资源研究所、大气物理研究所、广州地球化学研究所、南海海洋研究所、寒区旱区环境与工程研究所等较多，第一著者的SCI论文数都在1000篇以上(表2)。

中国科学院资源环境类研究所论文的篇均被引次数为6.03次/篇，表2中的“表现不俗的论文篇数”统计的是这些研究所高于基准值的论文篇数，即当前总被引次数除以从年至2014年的累积年得到的年均被引6次及以上的论文［4］。生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所的表现不俗论文都在150~200篇。

中国科学院资源环境类研究所被引频次位于前10%的论文篇数，即研究所2009—2014年被引16次及以上的论文篇数，也是生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所最多，都在260篇以上。

参考中国科学院文献情报中心科学前沿分析中心设计科学贡献指数［5］，定义：

式中：Ci为中国科学院资源环境类第i个研究所科学贡献指数，P10%i为第i个研究所被引前10%论文数量，Citedi为第i个研究所论文被引总频次，n为中国科学院资源环境类研究所的数量。结果显示，生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、海洋研究所、大气物理研究所、地理科学与资源研究所的科学贡献指数较高，都在0.1以上。

5结论与建议

通过以上分析可以看出：

(1)2009—2014年，中国科学院SCI论文增长了62%，高于全球11%的增长率，低于中国93%的增长率，但中国科学院资源环境类研究所的SCI论文增长了约92%，与中国论文增速相接近。

(2)中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%，中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%，中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。

篇3

主办：中国农业工程学会

承办：河南农业大学

中国农业工程学会农村能源工程专业委员会

河南省农业工程学会

近年来，面对能源需求与资源环境保护的突出矛盾，发展可再生、清洁、环保的新能源已经成为我国节能减排、实现可持续发展的重要战略任务。农业和农村作为我国清洁能源生产与消费的重要领域，对国家节能减排目标的实现举足轻重。开发利用太阳能、生物质能、水能、风能、地热能以及低碳节能技术等，已经成为农业工程领域的研究热点。

为了加强学术交流，提升我国清洁能源及低碳节能技术的开发和利用水平，展示相关科研成果，推动技术进步和产业发展，由中国农业工程学会主办，河南农业大学、中国农业工程学会农村能源工程专业委员会、《农业工程学报》编辑部和河南省农业工程学会共同承办的“全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会”，定于2010年4月22～24日在河南省郑州市召开。会期3天，会后组织技术参观。

会议拟邀请国内各大专院校、科研院所、企业等单位从事清洁能源与低碳节能研究的专家、学者进行深入交流、成果推广，并为企业、厂商提供科技合作的平台。

会议征集论文并出版论文集，通过评审优秀的论文拟安排在《农业工程学报》(正刊)发表，基本通过审核的将在《农业工程学报》(增刊)上发表，正刊和增刊均送El收录。欢迎相关专家、学者、企业家、研究生参加此次大会，并踊跃投稿、展示、交流。

一、会议内容

会议主题：清洁能源与低碳技术研究新进展

1)清洁能源政策；2)藻类能源利用技术；3)生物质固体燃料技术；4)生物质液体燃料(生物柴油、乙醇等)技术；5)生物气化(CH4、H2)、生物质热解气化工程技术；6)生物质发电技术；7)太阳能光热利用技术；8)小水电；9)小风电；10)地热开发与热泵利用技术；11)低碳节能新技术。

二、会务费

1000元／人，在校研究生600元／人。

会议期间安排住宿，食宿费用自理。

三、参会报名截止日期及汇款方式

参会回执见附件，填好后发送至，报名截止2011年4月10日。收到报名信息后，将发邀请通知。

银行汇款开户行：农业银行北京朝阳路北支行户名：农业部规划设计研究院帐号：040101040009001。

邮局汇款北京市朝阳区麦子店街41号501室《农业工程学报》编辑部收，邮编100125。

汇款务请注明“学报会议费”字样，收款后统一开具发票。

四、联系方式

秦学敏电话：010-65929451，15110257104　简保权电话：010-65910066转2503，15010386132

篇4

中图分类号：TK6文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

随着化石能源的不断开采，化石能源已经接近枯竭的状态，另外，化石能源的价格高并且对环境的污染较为严重，因此，可再生能源的开发与利用就显得非常迫切，生物质能源作为可再生能源的重要组成部分，受到了各界人士的关注[1]。我们所说的生物质燃料主要是指农作物秸秆，它通过直燃式生物质炉具进行采暖。这种新兴的采暖方式极大地提高了人们的生活质量，推动了我国经济的发展。我国的生物质能源非常丰富，对我国社会和经济的发展提供了保障.下面具体的介绍一下生物质燃料特性与炉具设计。

1生物质燃料

生物质炉在设计的过程中受到了燃料燃烧特性的极大影响。

生物质燃料燃烧的过程是一个放热的化学反应过程，除了要具备燃料这一要素之外，还需要有充足的热量传递以及相应的空气，通过燃料和空气之间的热量、质的传送，达到燃烧的目的。在燃料燃烧的过程中会使周围的温度升高，加快传质，进而加速了热量的产生。

生物质燃料的燃烧过程有预热、干燥、挥发、分解析和焦炭的燃烧几个阶段。生物质燃料被引燃后，其表面温度会随着燃烧慢慢升高，燃料中的水分也慢慢的蒸发掉，进而使燃料变得更加干燥，变干燥的燃料再继续的进行吸热、温度持续升高，达到一定程度，燃料会发生分解的现象，析出的挥发物气体在空气混合后形成新的混合物，这一种混合物含有一定的氧气和挥发物的成份，在一定的温度和浓度的条件下，挥发物着火燃烧，进而为之后的焦炭燃烧提前做好准备[2]。燃料表面燃烧释放热量，不断积聚升温，并通过传导和辐射的方式，热量扩散至燃料的内层，内层挥发物由此析出，并与氧混合燃烧，进而放出了充足的热量。这个时候，挥发物会将燃料中的焦炭包围起来，由于炉膛中的氧很难与焦炭进行接触，所以，焦炭在这个时候不易燃烧，只有等到挥发物的成份慢慢减少，氧气可以和焦炭接触时，焦炭才可以燃烧。在焦炭慢慢燃烧的过程中，燃烧产生的灰分会再次包裹燃烧剩余的焦炭，进而影响着焦炭的燃烧，这时需要对其进行搅动或者对生物质炉进行通风，以使剩余的焦炭更好的燃烧，灰渣中会产生余碳。

2对直燃式生物质炊事采暖炉的设计

民用的生物质采暖炊事炉由料仓、烟囱、挡火板、水套、烟道、二次进风口、风门、出灰口以及炉膛燃料组成。

2.1 二次进风口的设计

生物质燃料中含有的氢和挥发份的含量都比煤炭中的含量要多，其中的碳和氢相结合，形成碳氢化合物，这种碳氢化合物的分子比较低，在温度达到250度时就可以进行热分解，在325度时热分解就相当的活跃，达到350度时，挥发份就能析出将近80%，挥发份的析出燃烧时间不长，只占了总燃烧时间的10%[3]。所以，如果对其的空气供应不足就会使挥发物无法燃烧殆尽，通常出现的黑色或者是农黄色的烟就是这样形成的，因此，在对生物质炉进行设计的时候，要充分考虑对挥发份空气的供给，在炉膛口的周围以及炉口壁的部分设计二次进风口，确保空气的充足，帮助挥发份的燃烧。

2.2 延长烟道燃烧回程的办法

对生物质炉的烟道进行设计时，要尽量延长烟道的燃烧回程，这主要是因为挥发份析出量过大但是燃烧时间却很短的缘故，将烟道的燃烧回程延长，能够最大限度的给挥发份的燃烧提供更多的时间和空间，进而使生物质燃料得到充分的利用。目前运用的最多的延长烟道燃烧回程的办法是对燃料进行反烧。

2.3 一次进风口的设计

生物质燃料相较于煤炭来说，更容易被引燃，因此在生物质燃料燃烧时可以适当的减少空气量的供给[4]。另一方面，当挥发份被慢慢的析出并且燃烧殆尽后，会产生焦炭，这种焦炭是一种较为疏松的状态存在的，经由气流运动部分的炭粒被送入到烟道中，并在烟道中蓄积成黑絮，这个时候如果通风太过会妨碍燃料的燃烧，所以，在对生物质炉具进行设计时，要将一次进风口设计小点。

2.4 水套的设计

在对烟道的水套进行设计时，应该尽量设计大面积的水套，这是因为挥发份在燃烧时会造成烟道内部的温度升高，因此，大面积的水套会使生物质炉的取暖效果更好。

2.5 生物质成型燃料的使用

由于生物质中的碳含量较低，密度不高以及质地松软的特性，所以生物质很容易燃烧，在燃烧的过程中要定时的向炉内填料，而致密成型设备在燃烧过程的应用，会把结构松散的生物质进行压缩，不仅可以解决生物质燃烧过程中需要不断填料的问题，还使燃料的存储和运输更加的便利。

2.6 防止燃烧结焦现象出现的办法

生物质燃料中含有较多的钾元素，在生物质燃料燃烧的过程中，达到一定的温度条件，氧化钾会以熔融状态存在，并且与硅、钙等混合，这种混合物在温度较低的情况下结成焦块，这些结焦块会阻碍炉灰的顺利排放和空气的供给。如果将炉膛内侧的水套设计成大面积，可以适量降低燃烧过程中产生的温度，进而起到防止燃烧结焦现象的产生。

3结束语

随着我国经济的发展，人们生活水平也在这一过程中不断地得到了提高，因而人们对生活的质量，也提出了新的要求，人们希望生活的环境更加环保、更加经济、更加健康，因而追求一种更为环保的炉具设计，以此来减轻传统煤炭燃料带来的环境污染问题。生物质燃料相较于传统的煤炭燃料来说，具有环保经济适用的特点。通过对生物质燃料特性的介绍以及对设计生物质炉的具体方法作简要的分析，为我国生物质炉在生活当中普及提供一定的依据，进而推动我国经济的迅速健康的发展。

参考文献

[1] 刘圣勇，连瑞瑞，王晓东等.制冷炊事兼用生物质成型燃料炉具的设计[C].//全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集.2011：315-319.

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生物醇油性能优越

西安老科技教育工作者协会(简称西安老科协)，成立于1983年是经西安市民政局核准登记的社团法人单位。其下属的西安老科协专利技术开发中心主要从事专利申请、技术转让、技术交流、技术开发、新技术新产品的推广与培训。中心科研实力强大，信誉有保障，拥有西北最大国内一流的专利技术文献、科技学术论文数据库和完善的技术开发服务体系。

新型生物醇油是一种新型节能环保燃料，耗量低，热量足，且无黑烟、无泄漏、无毒、无残液、无积碳，无安全隐患，使用方便，成本仅为传统燃料的1/3左右，让接产客户享有足够的利润空间。该燃料用途广，尤其适合销往饭店、学校食堂、工厂食堂、工业窑炉或锅炉等场所，市场十分广阔。生产生物醇油成本低廉，配制原料在各地化工厂、化肥厂和化工市场均可购置。新型生物醇油性能优越，热值可高达8600到10000大卡/千克，与石油液化气的热值相当，可以替代传统燃料，满足厨房烹饪需求，节省饭店、食堂、家庭的开支。

生物醇油包括醇水型、醇烃型、醇醚型各类技术配方。车用甲醇汽油技术包括低甲醇含量，不需要改车的M15和高甲醇含量的M85，以及配套车用甲醇汽油双燃料转换器和最新研发的甲醇柴油等多种节能技术。该系列技术产品大大节省了车辆出行、运输的费用。

新型灶具高效节能

令生物醇油如虎添翼

西安老科协专利技术开发中心不但技术力量雄厚，并且运用专业技术打造出一系列硬件设备。中心针对当前市面上传统灶具的问题，研发出一系列节能、高效能的生物醇油灶具，包括家用灶、猛火灶、无风机家用商用灶及锅炉、燃烧机等十几种类型的产品，好车有好油才能跑得快，燃料好，灶具好，才能更节能！

当前，市场上普遍使用的都是传统的醇油灶具，其原理是把醇油经油管送入灶芯，采用高压风机把醇油分散雾化燃烧，这种燃烧方式，由于有一部分醇油被吹离灶芯，造成浪费，再加上强冷风气流，降低了火焰温度，消耗了部分能量，所以火力疲软。要想提高温度，只有增加油耗量。气化灶则是把醇油先通过自身系统气化为气体，高温气体在高压状态下，经多个喷嘴喷射燃烧，没有油损耗，没有热损耗，燃烧温度更高，所以节能效果更显著，可节约燃料30%到50%，且不用风机。西安老科协专利技术开发中心开发研制的生物醇油即时气化技术可实现液体生物醇油持续、稳定、充分气化后，气态燃烧。使用该技术生产的大灶、小灶、民用灶具，均不用鼓风机，和鼓风机炉灶相比，同样配方的生物醇油采用即时气化技术燃烧，可节能50%以上。无风机，不用电，气化燃烧更节能。

周到细致的指导方案

让接产客户运作无忧

一个好项目需要有成熟的运作方案来支持，严谨周密的后期运作指导不但能够杜绝生产使用中的各种问题、隐患的出现，同时也会为接产客户减少不必要的精力、财力、时间的浪费。西安老科协专利技术开发中心不但致力于能源技术的研发，更是结合了多年燃料市场的实战经验，总结出一系列规范化、标准化运作方案。生物醇油燃料技术要适应市场需求必须是系列化的，不是一两个配方就能解决的，整个技术应该是全程化的，包括原料的选择、质量判断、配置过程中常见问题应如何处理、灶具的改造使用和维护、酒店油箱、油管的安装，及经营销售方式。没有强大的技术实力做后盾，辛辛苦苦开发的市场就会变成别人的嫁衣，被别人所吞噬。

专业细致的技术服务打造行业的技术培训服务规范。来人可免费参观灶具样品、燃烧效果，查看相关证件，也可以自己到市场购买原料，当场试验，核算成本，实际考察客户使用情况、满意后再合作。西安老科协专利技术开发中心会实事求是的为客户提供客观公正的技术信息，并为客户做好售后技术服务工作，长期一如既往的把技术升级改进工作落得实处，让接产客户运作无忧。

欢迎到西安老科协专利技术开发中心实地考察，背靠权威机构合作百分百放心！西安老科协衷心地提醒广大读者在进行项目投资前：多电话咨询、多考察市场、多实地参观，如有需要，西安老科协可免费赠送人工合成液化气的详细制作配方！

西安老科协专利技术开发中心

地址：西安市雁塔路南段99号（省科技大院）北四楼 西安火车站：5、30、41、500路到大雁塔站下车即到

电话：029-85525023 85538190

15891738148

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0093-02

毕业论文是实践教学中的重要部分，是培养应用型人才的手段，也是由理论认识到实践认识飞跃的重要过程。毕业生就业的多元化追求目标，也对高等教育实施多样性培养模式、特色性培养目标提出了条件[1～4]。生物类专业有本身的优势和特色，也有自己的发展领域。特别是突出地方特色是广西高等院校的生物类专业得以更好的生存和发展的途径。

结合我校生物类专业的具体情况，分析了在立足地区特色的培养模式下，如何对毕业论文教学进行改革和探索，改革的切入点在提高学生的实践能力、创新精神等专业素质上，具体措施不仅落在对毕业论文的选题改革上，而且要对人才培养规格和发展空间的关注，依托广西高等学校特色专业及课程一体化建设教研项目的支持，积极开展毕业论文教学研究，以期有益于毕业论文质量的提高，并达到毕业论文与培养应用型人才的专业特色教学结合。

1 注重地区特色的毕业论文培养模式

毕业论文在选题上结合泛北部湾特色，体现学术前沿、学科交叉、学科融合，利用得天独厚的生物专业资源，例如，广西的木薯和甘蔗是实验研究的资源，比如有的学生针对广西辣椒病毒病进行抗病基因克隆，有的研究广西木薯原料生产燃料酒精用的关键酶，有的研究广西玉米的功能启动子克隆，有的以广西甘蔗叶和桑叶为材料提取分析活性成分；有的从广西泡菜中筛选产细菌素的乳酸菌，有的利用自选微生物生产制备有活性的黄单胞菌多糖衍生物、壳聚糖衍生物以及异麦芽低聚糖等。学生自行设计选题，实验材料准备、实验方法收集、实验内容完成诸方面是可以实现的。结合地方生物资源，学生兴趣高，改变了过去学生出成果难的局面，并与地方特色经济开展合作项目，培养出符合地方需要的特色生物人才。同时，结合生产实习和毕业实习以帮助学生完成毕业论文实验前的知识积累，在企业和社会实践中扩展学生的视野，培养学生的创新思维，优化学生的理论结合实践的知识结构。在指导选题方面进行了积极的引导，改变过去本科生的毕业论文题目以教师为主导的分配式，变为通过启发式使学生根据自己的兴趣和能力参与到论文题目选择方案的确定过程。以学生为主导，老师成为组织和引导者以培养学生的兴趣，引导学生进行探究性的学习，发挥其主观能动性，采用邮件、QQ及实验平台在线等方法加强老师与学生之间的交流，及时给予学生指导和提供有益的建议，严格把好毕业论文按要求完成关，实施“立足地区特色”的培养模式，激励学生学有所获和提高自身的综合创新能力。

2 搭建稳定的毕业论文实验平台

依托广西亚热带生物资源保护利用重点实验室给学生提供毕业论文实践平台，鼓励学生从二年级开始进入实验室，直面生物资源的研究现状，置身真实的资源研究情景，能寻找到为毕业论文打基础的课题，目标确立和兴趣激化可以驱动学生去探求知识并运用知识解决问题。通过教与学的互动，校内与校外的互补，创新意识和实践能力得以培养。结合社会就业需求，也为将来学生能够投身到分布广泛的生物类相关行业创造了良好的基础和条件。以区域生物资源的研究作为科研切入点，本科生可以申请大学生创新性实验计划国家级、校级和院级项目作为毕业论文的前序工作，我院本科生在2003至2011年通过实验平台创新实验，连续五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获奖。不少本科生考上清华大学、复旦大学和中国科学院的研究生。还有不少专业能力强的毕业生，在南宁高新技术开发区的生物公司及相关企业里很受欢迎。

3 毕业论文依托导师的科研课题

因为我院本科毕业论文每年都面临实验经费不足、仪器设备紧张的问题，所以依托教师科研课题和本科实验中心平台指导本科生毕业论文实验能较好解决该问题。毕业论文的指导老师可以是本校的教师，也可以是校外企业的技术员和科研单位的高级工程师，导师在设计毕业论文题目时充分结合自己的科研课题，这样可使毕业论文得到科研经费的支持，也可使学生真正在科研实践中得到实实在在地锻炼，学生的科研创新能力等综合素质得到明显的提高。而且这种初步的科研经历对其今后的就业和研究生学习深造都有很大的帮助；另一方面还缓解了教师科研与教学之间的矛盾，进一步提升了教师的科研能力和教学水平。学生毕业论文以一个导师课题项目组为单位，按照项目子课题每人一个方向，既发挥个人的独立工作能力，又培养学生团队精神，提高学生的合作创新能力，使学生在项目的参与过程中，能够自己学会发现问题，分析问题和解决问题，使学生能够掌握更多的具体研究方法，增强学生的自主创新性实验的能力。还可以将毕业论文参与到与专业相关的校外导师的单位科研项目当中，以培养学生解决实际问题的能力，在理论联系实际运作过程中提高创新能力，以适应现代社会发展的需要[5-7]。

4 毕业论文的实施步骤

4.1 毕业论文的题目设置

我院生物类专业的毕业论文题目由校内和校外的指导老师结合自身科研课题和企业及科学院相关专业科研项目给出多于学生数的论文题目，学生结合自己的兴趣选择合适的课题。由于教师和技术员已有前期研究基础并掌握了相关的信息资料，在指导过程中将更加得心应手，把学科前沿动态介绍给学生，引导学生掌握科学的学习和研究方法，还可激发学生的探索精神，培养学生创造性科研工作能力。教师指导工作的水平关系到论文效果的优劣，这是毕业论文最重要的一环。如果导师没有较宽和扎实的专业知识，就无法解答学生做论文过程遇到的问题，也无法启发和指导学生完成毕业论文。特别是有的教师都是从学校到学校，没有机会深入生产一线，虽然具有渊博的理论知识，但缺乏实践经验，工程实践能力薄弱，他们在指导学生毕业论文时常常脱离工程实际，因而影响了学生实践的效果。

4.2 毕业论文的规范化指导

毕业论文作为课题研究工作刚开始时，学生对课题研究的方法、过程会感到生疏，指导教师应按照本科培养要求，规范指导学生基本掌握文献资料的检索方法和归纳整理方法。让学生熟悉对课题的研究背景、国内外研究现状进行的调研，能做出初步的设计方案，以便学生有目的和方向的进入工作状态。导师小组对每个阶段任务要给予明确指示，指导撰写出质量高、可行的开题报告和工作计划。开题报告通过对题目实施方案的可行性、技术创新性进行论证，提出具体的技术路线和研究方法。实验与数据分析是课题研究的主要工作，课题能否顺利完成，水平的高低、质量的优劣，在很大程度上取决于实验的成功与否。因此，教师加强对实验和数据分析的指导工作，是保证学生完成课题研究的关键。在课题研究过程中，建立指导教师与学生定期讨论的例会制度，并对实验中遇到的问题及处理问题的方法及思路进行讨论和交流，指导教师可实时掌握学生课题研究的进展情况，学生之间也可以相互学习，共同提高，从而形成一种良好的科研氛围。

4.3 毕业论文的撰写指导

撰写毕业论文是完成课题研究过程中重要的一环，是课题研究成果的全面总结和深化提高。由于毕业论文与一般的文章有较大差异，所以部分学生由于没有论文撰写经验，经常出现结构不完整、逻辑混乱、格式不规范等问题。因此，通过开设科技论文写作课堂，给出一些具备论据充足、分析充分、条理清晰、思路严谨、语言简练、数据可靠、结论准确的优秀论文写作范例，加强对学生撰写论文的指导，并对毕业论文格式严格按规范要求来指导，使毕业论文的结构层次和图表格式等更加规范统一。

4.4 毕业论文的考核与评价

毕业论文的成绩评定是对学生完成毕业论文的综合评定和全面考核。不仅可以客观地评价学生掌握知识和运用知识解决问题的能力，而且还可以反映学生的全面素质情况。学生毕业论文由平时成绩、毕业论文交叉评阅成绩及答辩成绩三部分组成。在课题开始就向学生公布各项考核内容所占的比重，并规定平时成绩不合格的同学不能进行答辩。平时成绩由指导教师根据学生在课题研究期间的工作表现（20%）、能力水平（50%）、成果质量（30%）等方面评定。由评阅人根据选题质量（20%）、能力水平（40%）、成果质量（40%）等方面评定。答辩成绩由答辩委员会或答辩小组根据学生语言表达能力、相关知识的理解掌握情况、和答题情况评定。

5 结语

毕业论文是实践教学的重要环节，如何在地区特色的培养模型下，强化技能，加强能力培养，重视基础实验，突出毕业论文的特色与质量，适合现代社会对毕业生创新能力的要求。我们将继续从地区特色及社会对人才的要求深化对毕业论文的改革，让学生、教师、学校和社会多层次、全方位的在教育理念上达成共识。进一步完善毕业论文的模式、人才培养目标的多样化评价机制、师资队伍建设、实现创新人才培养的教学途径和方式。

参考文献

[1] 徐微，秦娟.农业院校环境工程专业学科特色及人才培养目标探讨[J].河北农业科学，2011（1）：35-37.

[2] 陈玲.农林院校创新创业人才培养模式的探讨[J].安徽农业科学，2008，36（26）：11556-11558，11562.

[3] 孙爱东.以柔性的教学计划培养创新人才[J].教育与职业，2008（8）：65-66.

[4] 谢培松.大学人才培养模式改革：涵义、结构及归因[J].沧桑，2007（5）：190-191.

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以3D打印机喷嘴替代这个注射器，意味着人们可以3D打印制造包含金属丝的塑料制品。这种液态金属不同于液态水银，它没有毒性，因此可安全用于商业生产，然而这种液体金属成本并不低，大约是制造3D塑料物品的100倍。

编译/悠悠

蚯蚓粪便有温度记忆 可帮助预测气候变化

英国约克大学和雷丁大学的科学家发现预测气候变化的“金钥匙”就隐藏在蚯蚓的粪便中。根据他们的研究发现，蚯蚓粪便中的微小方解石颗粒能够保留对空气温度的“记忆”。这种“记忆”有助于科学家预测气候变化。

研究过程中，科学家将蚯蚓放置在不同温度环境下，而后对粪便进行检测。检测结果显示粪便中的微小方解石颗粒能够保留对空气温度的“记忆”。这也就意味着通过研究蚯蚓粪便的化石样本和测试粪便内方解石的残余温度，科学家便能了解地球气候在长达数千年时间里发生的变化。

方解石是一种类似白垩的物质，它们随温度发生的变化可用于预测未来的气候变化趋势。科学家在论文中指出，在蚯蚓排便时，粪便中微小的方解石颗粒会记录下与周围环境温度有关的信息。在将蚯蚓放置在不同温度环境下进行研究之后，科学家验证了这一点。

目前，研究人员正在年代可追溯到数千年前的考古遗址收集样本，将描绘出一幅展示过去气候的图画，同时预测未来的气候变化趋势。

编译/杨孝文

地球曾有两颗卫星另一颗“夭折”

美国加利福尼亚州大学圣克鲁斯分校的月球学家埃里克·阿斯哈格教授认为地球一度拥有两颗卫星，另一颗体积较小，诞生几百万年后便“夭折”。当时，这颗卫星与另一颗卫星相撞，最后香消玉殒。在英国皇家学会9月举行的一场与月球有关的会议上，阿斯哈格将解释他的双卫星理论。

阿斯哈格指出：“第二颗卫星只存在了几百万年，随后与另一颗卫星相撞。撞击之后，地球就只剩下一颗卫星，也就是我们今天看到的月球。这颗卫星“夭折”前一直以相同的速度环绕地球运行同时与地球保持相同的距离。随着时间的推移，它逐渐接近另一颗卫星，最后发生相撞。”阿斯哈格表示，他认为月球地貌应该是两颗卫星的撞击残余。较小卫星的体积据悉只有另一颗卫星的大约三十分之一。

地球及其卫星据悉诞生于太阳系出现后的3000万年至1.3亿年之间。太阳系在大约46亿年前形成。迄今为止，科学家共发现9颗所谓的“超级地球”。超级地球是指质量是地球1到10倍的行星。

编译/杨孝文

灭绝百年“食尸苍蝇”再现踪迹

“骨骼队长”曾是空中飞行最奇特的一种苍蝇，它们对于新鲜的动物尸体并不感兴趣，而倾向于腐烂已久的大型动物尸体。不同于多数苍蝇物种，它们在冬季初期活动频繁，从11月至1月，通常在黄昏之后觅食。

罗马智慧大学研究员皮耶尔费利波·切雷蒂称，这种苍蝇已从人们视线中消失很久，一个多世纪前它们就被宣布灭绝消失。过去几年，欧洲再次发现三只“骨骼队长”苍蝇。目前，切雷蒂和同事首次确定这种苍蝇是一种“新模式标本”，为了更好鉴别它们，他将对比所有“骨骼队长”苍蝇标本。这种苍蝇物种的学名为“Centrophlebomyia anthropophaga”，1798年首次发现于德国曼海姆地区，1830年一位科学家最早对它进行了描述，但是相关的描述仅是基于他的记忆。

这种苍蝇之所以被命名为“骨骼队长”是因为它们将骨骼突出高度腐烂的动物尸体作为自己的“家”，同时，发育之中的苍蝇能够上下跳跃，因此尸体上看上去充满了这种苍蝇的幼体。切雷蒂解释称，为了能够在尸体中跳跃，骨骼队长苍蝇必须将嘴巴和尾部连接在一起，收缩背部肌肉，向上猛冲。这种昆虫在100多年前曾一度被认为灭绝消失，现在又再次重现它们的踪迹。通常这种苍蝇倾向于较大的动物尸体，其中也包括人类尸体，还以腐烂蜗牛、啮齿动物为食，研究人员还使用死鱿鱼和鸟类尸体作为诱饵吸引它们。

编译/悠悠

尿液可充当燃料发电

英国的布里斯托尔机器人技术实验室的科学家找到了一种利用尿液充当燃料进行发电的方式，成功研制出世界上第一款采用这项技术的微生物燃料电池，进而让用尿液为手机充电成为现实。科学家表示虽然很多用户在面对这种燃料时会捏住鼻子，但尿液却是一种“终极废物”，有别于飘忽不定的风能或者太阳能。

研究参与者、布里斯托尔西英格兰大学的伊奥尼斯·伊洛普罗斯博士表示，这是世界上第一款利用尿液发电的微生物燃料电池。“在此之前，还没有一个人将尿液

作为燃料。这是一项令人兴奋的研究成果。将尿液这种终极废物充作燃料发电是一种非常环保的做法。有一种产品的供应是无限的，那就是我们的尿液。利用尿液这种燃料让微生物燃料电池发电，我们可以为三星手机充电。”

伊洛普罗斯是研制利用不寻常燃料的微生物燃料电池的专家。他说：“尿液型微生物燃料电池产生的电量足以让手机收发即时短信、上网冲浪和进行简短通话。”

编译/杨孝文

神奇材料可让土壤储水一年

墨西哥化学工程师塞尔吉奥·朱斯·里克·韦拉斯克研发了一种神奇材料，能够让土壤的储水时间达到一年。这种新材料名为“固体雨”，形态与糖类似，由一种被称之为“聚丙烯酸钾”的吸收性材料构成，所能吸收的水量是其体积的500倍。不久后，生活在干旱国家的农民便有望成为这项技术的受益者，利用这种粉末状水对抗旱情，提高粮食产量。

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        研究论文

        (257)co2对褐煤热解行为的影响 高松平 赵建涛 王志青 王建飞 房倚天 黄戒介

        (265)煤催化气化过程中钾的迁移及其对气化反应特性的影响 陈凡敏 王兴军 王西明 周志杰

        (271)应用tg-ftir技术研究黄土庙煤催化热解特性 李爽 陈静升 冯秀燕 杨斌 马晓迅

        (277)三维有序大孔fe2o3为载氧体的生物质热解气化实验研究 赵坤 何方 黄振 魏国强 李海滨 赵增立

        (284)首届能源转化化学与技术研讨会第一轮通知 无

        (285)o-乙酰基-吡喃木糖热解反应机理的理论研究 黄金保 刘朝 童红 李伟民 伍丹

        (294)基于流化床热解的中药渣两段气化基础研究 汪印 刘殊远 任明威 许光文

        (302)超临界水中钾对甲醛降解过程影响的研究 赵亮 张军 钟辉 丁启忠 陈孝武 徐成威 任宗党

        (309)反应温度对加氢残渣油四组分含量和结构的影响 孙昱东 杨朝合 谷志杰 韩忠祥

        (314)高温沉淀铁基催化剂上费托合成含氧化合物生成机理的研究 毛菀钰 孙启文 应卫勇 房鼎业

        (323)pd修饰对cdo．8zn0．2s／sio2光催化甘油水溶液制氢性能的影响 徐瑾 王希涛 樊灿灿 乔婧

        (328)热等离子体与催化剂协同重整ch4-co2 魏强 徐艳 张晓晴 赵川川 戴晓雁 印永祥

        (334)《燃料化学学报》征稿简则 无

        (335)磷化镍催化剂的制备机理及其加氢脱氮性能 刘理华 刘书群 柴永明 刘晨光

        (341)改性y型分子筛对fcc汽油脱硫性能的研究 董世伟 秦玉才 阮艳军 王源 于文广 张磊 范跃超 宋丽娟

        (347)燃料特性对车用柴油机有害排放的影响 谭丕强 赵坚勇 胡志远 楼狄明 杜爱民

        (356)o2／co2气氛下o2浓度对燃煤pm2．5形成的影响 屈成锐 徐斌 吴健 刘建新 王学涛

        (361)铁铈复合氧化物催化剂scr脱硝的改性研究 熊志波 路春美

        (367)如何写好中英文摘要 无

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1.菲律宾政府制定的战略目标

应对迫在眉睫的能源和经济危机,菲律宾政府对其能源领域执行以下专门的战略目标。

1.1便宜的电力成本--一个合理的低电费率水平。这将使菲律宾的相关行业与其他国家相比更具有竞争力，并且也有益于本国的居民。

1.2缓冲石油价格上涨的影响--来缓冲价格增长对弱势领域的影响。

1.3促进替代能源和可再生能源的使用--通过可再生能源法案来加强可再生能源领域的发展。

1.4全力支持能源的勘探和开发--国家全力支持投资者从事石油和天然气的勘探。

1.5提升能源效率--通过全国性的节能计划以提升能源利用效率。

1.6社会动员和强化信息活动--要想出一个能调动国家集体行动的机制,为未来的能源危机做准备。

1.7性能测试标准和监控--建立绩效标准和监测系统,以确保效率和生产率。

那时，美国能源部为了应对迫在眉睫的能源危机，密切关注这些战略目标。论文参考网。 这些策略将用来维护菲律宾能源领域可能出现的危机并将改善现有的业务。这些策略可以分成“内部”和“外部”两种类型。内部策略倾向于注重提高或维持目前的程序。这些策略需要相应的政府部门指导（如能源部、环境部和自然资源部)以及不同部门的关注。外部的策略则稍微复杂些。他们不仅需要相应的部门或机构的指导,还需要对此感兴趣的投资者。如果投资者还不是现行制度中的一员,那么这种外部策略可得以执行。投资者需要被说服来参与财政激励和税收减免的系统。

2.菲律宾政府在能源部门吸引外资的优势

2.1菲律宾能源的自给自足

菲律宾一直非常倔强地推动本国能源的自给自足。作为能源自给自足的国家，意味着国家能源独立,使他在相似于石油危机的2007-2008年能源危机中更加稳定。

菲律宾能源部门的目标是在2010年之后，实现和维持60%的能源自给自足。在2006年，菲律宾政府宣布本国能源自给自足水平已达百分之55.4。（鉴于进口燃料的份额如石油的逐渐减少使石油的消费能力和非权力性逐渐下降)。能源部门的议程是面向两个目标：1)来实现能源自给自足。2）有一个全球竞争力的能源部门。

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能源短缺和环境污染是人类所面临的两大难题。随着经济的发展，大量化石燃料的使用带来的环境污染日益加重。由化石能源过度使用所带来的全球气候变化、酸雨、臭氧层破坏、荒漠化加剧、生物多样性减少已占据21世纪世界所面临十大主要问题中的5个。因此，开发新能源势在必行。氢气作为燃料，具有高热值、清洁、高效、可再生等优点为目前最具发展潜力的一种新能源。传统的化学产氢方法采用电解水或热解石油、天然气，需要消耗大量的电力或矿物资源，生产成本也普遍较高。生物制氢越来越受到人们的重视。该文主要介绍了生物制氢的方法、原理、研究进展，指出存在的问题及研究方向。

一、生物制氢概述

1.光解水制氢

光解水制氢是微藻及蓝细菌以太阳能为能源，以水为原料，通过光合作用及其特有的产氢酶系，将水分解为氢气和氧气。此制氢过程不产生二氧化碳。蓝细菌和绿藻均可光解水产生氢气，但它们的产氢机制却不相同。藻类的产氢反应受氢酶催化，可以利用水作为电子和质子的原始供体，这是藻类产氢的主要优势。蓝细菌同时具有固氮酶和氢酶，其产氢过程主要受固氮酶作用，氢酶主要在吸氢方向上起作用。蓝细菌也能利用水作为最终电子供体，其产氢所需的电子和质子也来自于水的裂解。

（1）绿藻产氢

绿藻是目前发现的唯一一种既能进行光合作用放氧，又存在氢代谢途径的真核微生物。绿藻在光照和厌氧条件下的产氢由氢酶介导。这种方法的优点是耗能低、生产过程清洁无污染且作为原料的水资源丰富，引起世界各国生物制氢领域研究单位的重视。研究表明，光照条件下，氢酶所需还原力除水以外，内源性有机物（淀粉）也可作产氢还原力。对于O2对产氢酶的抑制作用，徐斐、何定兵、胥义指出运用基因工程的方法对绿藻中编码气体通道的密码子进行定点突变，最终获得耐氧性高产菌株是一个很有价值的突破点。

（2）蓝细菌产氢

蓝细菌是一种好氧的光养细菌。蓝细菌能够通过光合作用合成并释放氢气。蓝细菌的许多种属都含有能够进行氢代谢和氢合成的酶，包括固氮酶和氢化酶。固氮酶催化产生分子氢，氢化酶既可以催化氢的氧化也可以催化氢的合成，是一种可逆双向酶。

2.光合细菌产氢

光合生物产氢利用光合细菌或微藻将太阳能转化为氢能。目前，研究较多的产氢光合生物主要有蓝绿藻、深红红螺菌、红假单胞菌、类球红细菌、夹膜红假单胞菌等。

光合细菌只含有一个光合中心，相当于蓝绿细菌的PSⅠ，其所固有的只有一个光合作用中心的特殊简单结构，决定了它所固有的相对较高的光转化效率，具有提高光转化效率的巨大潜力。电子供体是有机物或还原态硫化物，所以光合磷酸化过程不放氧，且只产生ATP而不产生还原力。与绿藻和蓝细菌相比，这种只产氢不放氧的特性，可大大简化生产过程。

3.厌氧发酵产氢

暗发酵产氢是利用厌氧产氢细菌在黑暗、厌氧条件下将有机物分解转化为氢气。目前，认为厌氧细菌产氢过程可通过丙酮酸产氢途径、甲酸分解产氢途径、通过NADH/NAD+平衡调节产氢途径等三条途径实现，丙酮酸产氢途径和甲酸分解产氢途径有时也称为氢的直接产生途径。

二、存在的问题及研究方向

1.光解水制氢

除了存在与光合细菌产氢相同的问题之外，藻类光解水产氢还存在氧气对产氢酶的抑制作用以及光转化效率低两个方面的主要障碍应主要集中在以下几个方面开展研究：利用基因工程改造、培育耐氧菌株，克服绿藻光合产氢的同时产生氧气的瓶颈问题；通过基因工程改进产氢菌株提高其光转化效率，同时研究开发新型光合生物反应器提高反应器的光传导效率，提高光转化效率。

2.光合细菌产氢

如何缩短光合细菌的产氢时间，提高光转化效率、改善光合细菌氧的耐受程度原料成本太高是目前光合细菌产氢所面临的问题。光合细菌产氢可利用的原料范围广泛，针对不同的原料筛选高效产氢菌株是提高光合细菌产氢效率的重要途径。

3.厌氧发酵产氢

原料转化效率偏低、产氢速率偏低是目前厌氧发酵产氢的主要问题。运用分子生物学手段对菌种及产氢过程的关键酶进行改造，提高关键菌株的产氢效率是值得研究的方向。利用代谢工程手段等现代生物技术手段对产氢细菌进行改造的研究目前在生物制氢领域还没有展开，是很值得深入研究的方向。通过细菌的代谢工程改造和控制，将是突破暗发酵制氢低转化率的重要突破口。

总之，生物制氢是解决能源危机，实现废物利用，改善环境的有效手段，将拥有广阔的社会和经济前景。为此，本着独立自主、勤俭办一切事业的精神加快生物制氢技术研究与开发的步伐，是时展的必需。

参考文献：

[1]国家发展改革委能源局、国家统计局工交司和BP公司. BP世界能源统计.2004-2006.

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[3]毛宗强.氢能――21世纪的绿色能源[M].北京：化学工业出版社，2005.

[4]Asada Y，Koike Y， Schnackenberg J， et al. Heterologou expression of clostridial hydrogennase in the cyanobacterium Synechococcus PCC7942[J].Biochimicaet Biophysica Acta，2000，(3)：269-278.

[5]徐斐，何定兵，胥义.绿藻光合生物制氢技术进展[J].工业微生物，2007，(04)：34-37.

[6]王亚楠，傅秀梅，刘海燕.生物制氢最新研究进展与发展趋势[J].应用与环境生物学报，2007，(06)：56-59.

[7]尤希凤.光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D].河南农业大学博士学位论文，2005.

[8]王素兰.光合生物制氢菌群生长动力学与系统温度场特性研究[D].河南农业大学博士学位论文，2007.

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[10]韩志国，李爱芬，龙敏南.微藻光合作用制氢--能源危机的最终出路[J].生态科学，2003，22(2)：104-108.

[11]左宜，左剑恶，张薇.利用有机物厌氧发酵生物制氢的研究进展[J].环境科学与技术，2004，（1）：97-100.

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    二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施

    (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提

    在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。

    (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件

    为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。

    (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节

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一、能源农业经济发展概况

1973年的石油危机使世界能源市场剧烈动荡。世界石油储量仅能供给人类40年使用的现实，更加剧了人们的担忧。为降低经济与社会对石油的高度依赖，一些石油进口国开始寻找能有效替代石油的燃料，因此能源农业产业脱颖而出。

此后由于中东石油的充分供应，能源农业产业发展滞缓下来。最近60多个月内石油价格居高不下，使发达国家和发展中国家都开始重新审视和实施生物燃料的开发和应用。

巴西自1975年大规模开发、生产石油混配酒精燃料，成为世界仿效的榜样。目前全球乙醇生产量已占到世界汽油消费总量的3％左右，而巴西这一比重更高达40％。

2006年1月31日，美国总统布什在国情咨文中提出：要在6年内使乙醇成为与汽油并驾齐驱的汽车燃料。2006年出售乙醇混合燃料至少达40亿加仑，2012年要达75亿加仑。通用和福特汽车公司也为使用乙醇混合燃料E-85(包括85％的乙醇和15％的汽油)的汽车推出了促销计划。

中国是个能源短缺的国家，1997年中国从石油出口国变为石油进口国。1993年以来，中国净进口石油依存度由0.45％上升到目前的11.5％，接近1973年世界石油危机时美国净进口石油依存度12％的水平。因此我国能源安全形势严峻，发展能源农业经济，成为中国能源战略的必然选择。

二、能源农业经济发展的特点

(一)能源农业是农业经济增长的新亮点

能源农业不同于传统农业，后者以生产粮食、蔬菜为主，主要以满足人们食用需求。而能源农业则是由于石油、天然气等一次性能源短缺而产生的以生物质能为原料的石油替代品，目的是为满足能源工业的需求。由于能源农业前景广阔、石油替代品产量迅速增加、新品不断涌现，是农业经济发展、增长的新亮点。如年利用2000万吨稻秆供140万千瓦发电机组发电，吨价300元，则农民增收60亿元，可节约1000万吨标准煤，不仅消除了随田焚烧污染，得到了清洁的电能，又增加了农业经济产出和效益。

(二)能源农业所需生物质能的农业作物供给前景广阔

目前，美国利用玉米和巴西用糖类等作物大量生产乙醇汽油。我国农业资源丰富，完全可以做到在不与农争地、不与人争粮的前提下大力发展能源农业。考虑能源农业的经济性，已有日益增多的树木、杂草等纤维品和农业产品加工废弃物被用作替代能源产品的生产原料。除乙醇外，还可生产高品位生物燃料包括生物柴油、甲醇、沼气等。目前欧洲有50％车辆是使用生物柴油运行的。

(三)能源农业所需生物质能的作(植)物制品开始形成企业化生产

用来生产生物柴油的油菜籽在我国资源丰富，具备较好的发展前景。发达国家类似“生物柴油”制品生产已具备企业规模化，例如壳牌石油公司在德国北部投资建立的一家生物柴油提炼厂，年产油量可达125万桶。

三、中国发展能源农业经济大有可为

(一)中国需求市场空间巨大

中国是一个一次性能源短缺的国家。长期以来我国粗放式生产更是浪费惊人。2004年我国GDP只占全球的4.4％，但却消耗了全球12％的能源。2005年和2006年我国进口石油分别达到1.3亿吨和1.43亿吨，石油对外依存度高达40％，预计到2010年石油对外依存度将达到57％。因此，我国亟须科学用能和开发可再生能源，特别是对能源农业产业的需求十分巨大和迫切。

(二)中国运用农业植物制乙醇汽油

我国2005年12月由国家八部委决定在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。

车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。乙醇可用农作物谷类和秸秆等生产，有良好的经济性和环保意义。

根据国家权威机构测算，预计到2010年我国全社会汽车保有量达到5800万辆。目前汽车用原油年耗量约为11000万吨，占全国石油消耗量的40％，如果车用乙醇汽油的乙醇按10％混掺量计算，年节约汽油1100万吨。

(三)中国掌握生物质炼油新技术

从中国科技大学生物质洁净能源室获悉，科技人员将稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工，可变废为宝，将秸秆转化为生物油。这项成果已获安徽科技厅鉴定。实验表明，木屑产油率60％以上，秸秆产油率50％以上。

(四)中国利用农作物秸秆直燃发电

中国节能投资公司调查的资料显示，目前全国农村秸秆年产量为6.5亿吨，预计到2010年将达7亿吨以上，相当于3.5亿吨标准煤。

采用欧洲成熟的秸秆直燃供热发电技术对我国农作物秸秆资源加以开发利用，这既是大型的节能项目，又是以工业反哺农业的最大的支农项目，更是发展能源农业产业经济的突破口。保守测算可供直燃发电的秸秆资源量达2亿吨(折标准煤1亿吨)，如年利用2000万吨秸秆，每吨收购价为300元，则农民直接增收60亿元，且节约标准煤1000万吨，可供140万千瓦火电机组一年的消耗。这对于防污染浪费、节能增效益、反哺农业和增加农民收入意义重大。

(五)中国建立能源农业基地

中国秦岭、淮河以南低山丘陵地区广为种植的油桐、乌桕和全国各地的蓖麻等木本油料植物，都是生产“生物燃油”的最佳能源农业植物。另据农业部门调查，云南有120多万公顷荒山分布在金沙江、澜沧江、红河等江河沿线干热、干暖河谷地带，特别适合宜于不择土壤、耐干旱、喜高温的蒿桐生长。蒿桐种子含油率可达30％，3千克可炼500克生物柴油，一亩地可丰产籽种300千克。

(六)中国农村丰富的剩余劳动力有利于能源农业经济的开发与发展

中国农村有丰富的剩余劳动力，可在居住的房前屋后、行道路旁、沟堤河岸、农田地边空地、丘陵山地、坡地，选择种植能源农业生物，或进行规模化经营，这样既解决了一部分农村剩余劳动力的就业，又发展了能源农业经济。

四、为发展能源农业创造政策配套环境

(一)发展能源农业经济的战略方针

中国应该根据自己的国情，发展具有本国特色的能源农业经济。建议我国能源发展战略方针应该是以自立更生为主，坚持替代石油战略方针：(1)坚持“国内为主国外为辅”的石油供应方针；(2)坚持“天然气、石油和人造石油并重”的石油生产方针；(3)坚持“煤制油、气代油”节约用油方针；(4)坚持“适量、适时、适地”的进口石油方针。

(二)创建能源农业产业发展的政策环境

我国能源形势严峻，能源供应安全面临极大的挑战。为了突破能源瓶颈，发展能源农业产业有着战略意义。但新型产业在起步发展阶段，市场机制的作用是十分有限的，需要政府和法律层面上的强有力扶持，创造良好的政策环境。

1、政府要组织、推动能源农业发展

没有政府组织、推动，能源农业产业不可能迅速自发地发展。正因如此，政府的扶持特别重要，要强化宏观能源结构的管理与引导。政府以制定法律、法规来引导、激励、支持和推动农民扩大能源农业植物种植，提高生产能力，加快发展能源农业产业。

2、能源农业产业发展需要法律环境

能源农业产业初建期，由于技术、理论及设备等的暂时缺陷和缺乏规模效益，以及市场不成熟等，产业会有社会效益高而经济效益不佳的现象。这就需要政府制定法律、法规，特别需要政府税费政策的鼓励来推动产业的发展，通过税费的减免、亏损补贴以及电力上网、油品上市给予价格优惠等政策，使农民种植能源农业植物和下游炼油、发电企业的积极性得到保护，促使能源农业健康快速发展。

3、推动能源农业产业科技进步与创新