يشير إنتاج هيدروجين الكتلة الحيوية إلى عملية تحويل الهيدروكربونات والمكونات الأخرى في الكتلة الحيوية إلى الهيدروجين من خلال وسائل تقنية مختلفة باستخدام الكتلة الحيوية كمواد خام. تشير الكتلة الحيوية إلى العديد من الكائنات الحية التي تنتجها التمثيل الضوئي باستخدام الغلاف الجوي والماء والأرض ، وما إلى ذلك ، بما في ذلك النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. في إنتاج الهيدروجين في الكتلة الحيوية ، تشمل المواد الخام شائعة الاستخدام النفايات الزراعية (مثل القش ، وقشور الأرز ، إلخ) ، نفايات الغابات (مثل رقائق الخشب ، الفروع ، وما إلى ذلك) ، محاصيل الطاقة (مثل مفتاح التبديل ، الجاتوفا ، إلخ) ، النفايات العضوية الحضرية ، مياه الصرف الصناعية ، إلخ.
مبدأ إنتاج هيدروجين الكتلة الحيوية ، يعتمد مبدأ إنتاج الهيدروجين على الكتلة الحيوية بشكل أساسي على حقيقة أن الكتلة الحيوية تحتوي على كمية كبيرة من المواد العضوية ، والتي تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والعناصر الأخرى. من خلال طرق تقنية محددة ، يتم كسر الروابط الكيميائية للمركبات العضوية المعقدة في الكتلة الحيوية ، ويتم فصل عنصر الهيدروجين فيه عن عناصر أخرى ، ثم بعد سلسلة من التفاعلات والعلاجات ، يتم تشكيل الهيدروجين أخيرًا.
في الوقت الحاضر ، تتضمن تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين في الكتلة الحيوية مسارين تقنيين: الطريقة الكيميائية الحرارية والطريقة البيولوجية ، من بينها تقنية إنتاج الهيدروجين الحرارية للكتلة الحيوية ناضجة نسبيًا.
يشير إنتاج الهيدروجين الكيميائي الحراري إلى عملية تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز قابل للاحتراق غني بالهيدروجين عن طريق المعالجة الحرارية بعد التحلل في درجات الحرارة العالية ، ثم تحلل الغاز إلى الهيدروجين من خلال الفصل وتنقية وعمل المحفزات. تتمثل مزايا هذه الطريقة في أنه يحتوي على مجموعة واسعة من المواد الخام ، وكفاءة عالية في إنتاج الهيدروجين ، ويمكن أن تنتج مجموعة متنوعة من المنتجات الثانوية المفيدة ، مثل الميثانول ، الإيثانول ، حمض الأسيتيك ، إلخ. ومع ذلك ، لأن الكوك وترسيب الكربون معرضين للاشمئزاز في ظل ظروف عالية درجة الحرارة ، هناك حاجة إلى طريقة تفاعل سريعة ذات درجة حرارة عالية. وفقًا لعملية إنتاج الهيدروجين المحددة ، يمكن تقسيم هذا المسار إلى تقنية إنتاج الهيدروجين في تغويز البخار ، وتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين في تغويز المياه ، وتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين في إصلاح الكتلة الحيوية.
وتسمى تقنية إنتاج الهيدروجين البيولوجية أيضًا طريقة تدهور الميكروبات وطريقة تخمير الكتلة الحيوية. يستخدم اثنين من الإنزيمات الرئيسية ، الهيدروجيناز ونيتروجين ، لتحفيز تدهور جزيئات الماء والركائز العضوية في الكتلة الحيوية في الهيدروجين. تشمل التقنيات الشائعة التحلل الضوئي ، التخمير ، التخمير المقترن بالضوء ، إنتاج هيدروجين النظام الخالي من الخلايا وغيرها من التقنيات المقسمة. تتمثل ميزة هذه الطريقة في أنها لا تتطلب تفاعلًا عالية درجة الحرارة ، ولن تنتج كوك الخوكة وترسب الكربون ، ويمكنها أيضًا الحصول على منتجات ثانوية مفيدة مثل الأسمدة العضوية. ومع ذلك ، نظرًا لأن نمو الكائنات الحية الدقيقة يتأثر بالعوامل البيئية ، يجب التحكم في ظروف التفاعل لضمان كفاءة إنتاج الهيدروجين.
