产氢细菌生物制氢开发生物能源
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产氢细菌生物制氢开发生物能源
氢气能量密度高，热转化效率高，燃烧产生的唯一产物是水，不造成环境污染。因此，氢能是一种可再生的未来清洁能源。生物制氢被认为是21世纪氢能规模制备最有前景的途径之一。氢的生物学来源包括氢酶放氢和固氮酶放氢两类。据估计全球豆科植物伴随共生固氮的年放氢量达2．1亿一4．4亿kg。
近年人们对发酵法制氢研究主要以光合成细菌为对象，期望能将光能直接转化为氢能，但光合成细菌光利用效率低和光反应器成本高两大不利因素极大制约了光合成细菌制氢的应用发展。目前我国有关光合制氢的研究还停留在实验室阶段。在深红螺菌放氢的遗传控制机理方面开展了较为深入的研究，发现该菌具有多种放氢途径：
①在光照和有一氧化碳条件下的氢酶放氢，放氢量大但需一氧化碳诱导。
②无氧和限氨条件下合成固氮酶，在固氮的同时放氢。
③黑暗时氢酶催化甲酸裂解生成氢和二氧化碳的途径，放氢量少。
目前正试图通过剔除该菌的吸氢酶基因提高产氢效率，或通过剔除固氮酶共价修饰酶基因draT以解除黑暗对固氮酶活性的抑制，使其在黑暗条件下也能通过固氮酶放氢。
厌氧发酵产氢细菌制氢速度快，但以葡萄糖为底物的厌氧细菌发酵制氢的得率目前只有理论得率的8％～20％， 比发酵生产甲烷和乙醇得率(理论最大得率的80％～90％)低4倍以上。提高产氢效率(如采用分子定向进化或细胞 耦联技术)和降低发酵成本(如利用纤维素或有机废水)是实现厌氧细菌发酵制氢产业化的重要技术途径。
