氢能源具有高发热量、高能量转化率和不含碳源燃烧后产物对环境无污染等优点，成为代替化石燃料的首要选择。目前世界上的制氢方式主要有：碳氢燃料（如煤、石油等）的气化、甲烷蒸汽重整、电解水制氢等，这些制氢方法不是将化石燃料转化为氢能，就是消耗大量电能来实现转化，不利于节能减排。

芬兰图尔库大学于2018年03月发表在“Energy ＆Environmental Science”杂志上的论文公布绿藻在无氧环境下，通过脉冲光照射，可以达到8小时高效产氢，产氢速率为3mmol/L。其实在微藻界，科学家利用微藻进行发酵来产氢已经不是什么新鲜事了，那么到底微藻是怎么产生氢气的呢？

首先应该从绿藻光合作用说起。在正常光合作用下，绿藻的叶绿体吸收太阳光从而获得能量，将水光解为氢离子、电子和氧气，通过藻细胞组织将电子不间断地传递给辅酶NADP，这样辅酶NADP就成为了氢离子的载体，一个分子的辅酶NADP可携带两个氢离子，变成NADPH充当还原剂。NADPH与ATP共同作用，把水溶液里的二氧化碳转换成葡萄糖，这个反应学术上叫卡尔文循环反应。

当我们需要绿藻产氢时，绿藻的叶绿体吸收太阳光从而获得能量，将水光解为氢离子、电子和氧气，通过藻细胞组织将电子不间断地传递给辅酶NADP，这样辅酶NADP就成为了氢离子的载体，NADPH里面的氢离子和电子依次经过质体醌、细胞色素、质体蓝素的传递，最终被传递到光合作用系统Ⅰ（PSⅠ）的铁氧还原蛋白上。铁氧还原蛋白在厌氧条件下诱导出［FeFe］氢化酶活性，从而使氢离子在［FeFe］氢化酶上吸收电子产生氢气。如下图红线路径所示。

因此微藻产氢的条件和效率是与氢离子、电子、氢化酶的数量和在厌氧环境的情况下激活氢化酶，并把氢离子和电子传递到氢化酶路径上去有关。在具体实践上微藻产氢与藻种、培养基的配方、厌氧环境建立以及光照方式，都有着极大的关系。

沐耕山（上海）生物能源科技有限公司在去年已经开始进行绿藻产氢实验，在藻种的筛选、培养基的优化、厌氧环境建立方式和光胁迫条件取得了突破，出气率高达32mmol/L，其中氢气的比率达80%，并完成了工业化生产工艺的准备工作。目前正在寻求融资建设中试基地，为大规模生产、复制做准备。

生物制氢除了对环境排碳有帮助以外，它还是一种可再生的能源。并且它可以在任何地方进行生产，避免了氢气的长途运输。沐耕山（上海）生物能源科技有限公司的生产工艺可以进行大规模的生产，生产过程高度自动化，并没有任何的排放物对环境造成影响。氢气生产后所剩余的生物质可以再次利用为高效的植物蛋白原材料，可用于食品添加剂和鱼饲料。这使得整个的氢能源产业链完全绿色化。

本文转自微信公众号微藻博士https://mp.weixin.qq.com/s/0pvGkZUpeOon8dj5RK4nhg