PerspectivesandadvancesofbiologicalH2productioninmicroorganisms微生物產氫研究的進展和前景展望目錄1微生物產氫23前景展望4背景簡介光和生物反應器能量密度高；氫能的優勢可再生能源；燃燒后只產生水，不產生具有溫室效應的CO2

和其它有毒氣體，成為極具開發潛力的未來清潔能源。氫氣的用途石油化工電子工業冶金工業食品加工浮法玻璃精細有機合成航空航天怎樣制取？制取氫氣的方法1.用氧化亞銅作催化劑從水中制取氫氣。2.用新型的鉬的化合物從水中制取氫氣。3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。4.陶瓷跟水反應制取氫氣。5.生物質快速裂解油制取氫氣。6.從微生物中提取的酶制氫氣。7.用細菌制取氫氣。8.用綠藻生產氫氣。9.有機廢水發酵法生物制氫氣。

10.利用太陽能從生物質和水中制取氫氣。11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.生物制氫光合作用產氧光和作用（藍藻和植物）非產氧光和作用（紫細菌和綠硫細菌）Otherways一、細菌發酵產H2一、細菌發酵產H2發酵型細菌：a.嚴格厭氧型b.兼性厭氧化能異養型氫化酶實驗得出：嗜熱微生物的高溫發酵是最高效的。兼性厭氧發酵效率較低。對氧不敏感的菌產生更多的氫氣。厭氧微生物“微生物燃料電池（MFC）”系統底物：食品生產中的廢液（含糖量很高）產物：H2或電能

MFC系統能夠引導微生物代謝中形成的電子產生電能。細菌MFC系統產生的H+和e-會形成一個回路，在電化學增強作用下，這個回路的陰極會直接形成H2。二、非產氧光合作用產H2二、非產氧光合作用產H2紫色非硫細菌（PNS）和綠硫細菌（GS）固氮酶固氮酶基因在有光無氧條件下表達，無銨存在時催化2H++2e-->H2的轉化。提高產氫效率：分子水平操作：a、吸收光的天線蛋白被減小，以增加光的捕捉效率。b、攝取氫化酶以及和產氫相競爭的電子通道基因被敲除。c、培養參數被最優化。目前最經濟的產生H2的方法是，利用紫色非硫細菌和綠硫細菌，以及用食品工業中含糖量極高的廢液,加速細菌的產H2發酵。三、產氧原核生物光能自養產H2藍細菌固氮酶、鎳鐵-氫化酶依賴氫化酶的藍細菌中，NADH和NADPH產生途徑：光和產氫途徑發酵產氫途徑光和發酵產氫途徑氫化酶需要一個厭氧的環境。藍細菌的鎳鐵-氫化酶的優勢在于它比其他藻類和嚴格厭氧生物的氫化酶有更強的耐氧能力。提高產氫效率的途徑：通過減小天線蛋白的大小和使更多的H+和e-流向氫化酶，在光驅動產氫的能力和穩定性上的顯著進步，能被設計到藍細菌系統中。例如：通過敲除NDH-1的集裝基因所改造出的工程菌胞藻PCC6803被觀察到提升了5倍的光驅動產氫量。這個敲除阻礙了電子流從PSI到質體醌庫的流動，因而改變了電子的流向而使NADP+被還原。四、真核生物中的光能自養產氫綠藻具備較完善基因模型的野生型衣藻。氫化酶優勢：其氫化酶的轉換率是其他氫化酶的一百倍。

提高產氫效率：a、將天線蛋白縮小能夠增加H+和e-轉移到產氫酶的數量

b、降低產氫酶對氧氣的敏感度。光合生物反應器的設計經濟化的氫氣生產要求：低成本，低消耗，高產率。最普遍最經濟：生產β-胡蘿卜素食物以及多種保健產品的人工池。（開放型）光合作用生產氫氣需要更完善的封閉型生物反應器。維持缺氧的環境，從而收集氫氣。生物線圈反應體系包括一些纏繞在圓柱形支撐結構上的軟管，藻類營養就是通過這一圓柱形結構汲取的。優勢：價格便宜，設計模塊化。藻類光合生物反應器a、反應容器安置在溫室中，能夠有助于實現較高程度的控光和控溫。b、體系中包含促進營養物質混勻和培養基全深度光能分配的優化設計，同時還將對于區域的要求降到最低。研究中……具備分散性光能捕獲和生物反應器容器的系統將進一步促進精簡型生物反應器設計的發展。例如：菲涅爾透鏡可用于將光源聚焦于反應器試管上。另一個突破是光纖的引入，使得為控溫生物反應器提供光能成為可能。展望1.在生物反應器中用藍藻和綠藻分解水生產氫氣有一定的優勢。2.很難評價這兩種分解水的光能利用生物（綠藻和藍細菌）誰代表了更有潛力的系統。優勢：可安置于不可耕種的土地上，減少跟作物生產的競爭。防爆措施

預防性措施警報性措施急救性措施預防性措施1．操作規范。操作人員嚴格按操作規程和安全操作要點執行2．嚴禁火源。進入貯存室和充氣室時,不得攜帶火柴、打火機等火種3．避免靜電。不得穿戴化纖服裝、鞋帽及帶鐵釘的鞋,要關閉手機。所有存儲設備和門窗定期涂抹抗靜電液。4.建筑物接地。為涉氫建筑物配備齊全的接地系統,室內所有電器、制氫設備和避雷針分別接至地線,而接地線本身必須符合接地電極的國家標準。應排除地板上的電荷。5.遠離熱源。由于氫氣在高溫、高壓下滲透力很強,所以氫氣瓶不得靠近熱源。夏季應防止曝曬,防止氫氣滲透、積聚。6.減少碰撞。搬運時，氫氣瓶裝上防震墊圈,旋緊安全帽,防止意外轉動和減少碰撞。氫氣瓶裝卸時應輕裝輕卸。7.

良好通風