绿藻光合产氢的研究进展

doi:10.3785/j.issn.1008-9497.2023.01.011

浙江大学学报（理学版）

2023, Vol. 50

Issue (1): 69-82 DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2023.01.011

化学

绿藻光合产氢的研究进展

张亚琴^1,²(

),唐睿康^1,²,马为民³,熊威⁴,徐旭荣²(

)

^1.浙江大学化学系，浙江杭州 310027
^2.浙江大学求是高等研究院，浙江杭州 310027
^3.上海师范大学生命科学学院，上海 200234
^4.南昌大学化学化工学院，江西南昌 330031

Progress of photobiological hydrogen production by green algae

Yaqin ZHANG^1,²(

),Ruikang TANG^1,²,Weimin MA³,Wei XIONG⁴,Xurong XU²(

)

^1.Department of Chemistry，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China
^2.Qiushi Academy for Advanced Studies，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China
^3.College of Life Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China
^4.School of Chemistry and Chemical Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，China

全文: PDF(2607 KB)

HTML( 16 )

摘要：

绿藻光合产氢具有能量转化效率高、环境友好、原料丰富等优势，在太阳能利用和氢能生产方面具有光明的应用前景。从绿藻光合产氢的生物学机理出发，分析了限制绿藻光合产氢的潜在因素，总结了各类提升绿藻光合产氢效率的方法，并简要评述了绿藻光合产氢实现商业化应用所面临的主要问题及发展趋势，为未来绿藻光合产氢的大规模应用提供参考。

关键词： 绿藻; 光合产氢; 氢化酶; 氧敏感性; 电子源

Abstract:

Photobiological hydrogen production by green algae exhibits a bright application prospect in solar energy utilization and hydrogen energy production due to the advantages of high energy conversion efficiency, environmental friendliness as well as abundant raw materials. This paper analyzes the potential factors limiting photobiological hydrogen production by green algae based on the mechanism, and summarizes various methods to improve the efficiency of photobiological hydrogen production by green algae. The main problems and development trends in the commercial application of photobiological hydrogen production by green algae are briefly reviewed, which are referable for the large-scale application of photobiological hydrogen production by green algae in the future.

Key words: green algae photobiological hydrogen hydrogenase O₂ sensitivity electronic sources

收稿日期: 2022-03-30 出版日期: 2023-01-13

CLC:

Q 949

基金资助: 国家自然科学基金资助项目(21875215)

通讯作者: 徐旭荣 E-mail: 11837050@zju.edu.cn;xrxu@zju.edu.cn

作者简介: 张亚琴（1994—），ORCID：https：//orcid.org/0000-0003-2456-9704，硕士研究生，主要从事绿藻光合产氢研究，E-mail： 11837050@zju.edu.cn.

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引用本文:

张亚琴,唐睿康,马为民,熊威,徐旭荣. 绿藻光合产氢的研究进展[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2023, 50(1): 69-82.

Yaqin ZHANG,Ruikang TANG,Weimin MA,Wei XIONG,Xurong XU. Progress of photobiological hydrogen production by green algae. Journal of Zhejiang University (Science Edition), 2023, 50(1): 69-82.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/sci/CN/10.3785/j.issn.1008-9497.2023.01.011 或 https://www.zjujournals.com/sci/CN/Y2023/V50/I1/69

图1 绿藻产氢途径示意［12］（pathway 1 and pathway 2） in green algae （pathway 3）

图2 CO、O2与H-团簇的氧化态（Hox）的反应模型示意［22］

表1 各种光合产氢方法的产氢量

图3 通过构建漆酶调节的厌氧层，利用蛋白核小球藻产氢［60］

图4 藻-菌共培养物（衣藻和大肠杆菌共培养物）的光合和发酵产氢原理［61］

图5 小球藻聚集体空间功能分化产氢示意［42］

图6 硫充足条件下和无硫条件下细胞内过程和通路示意［71］浅灰色箭头和文字表示不活跃的途径或过程。

图7 提升光合产氢的方法总结“+”数量越多，代表提升产氢效率的潜力值越高。

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