• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.狭义产氢微生物
  • 4.广义产氢微生物
  • 4.1.光合微生物
  • 4.2.非光合细菌

生物制氢微生物

产生氢气的微生物很多,根据多年来对生物制氢微生物的研究,主要是将产氢的微生物分成了四大类,分别是绿藻、蓝细菌、光合细菌以及发酵型细菌,这种分类方法主要是从产氢微生物的种类来进行划分的。这种分类是狭义的产氢微生物分类方法,而广义的产氢微生物种类主要分成了两大类,分别是光合微生物和非光合细菌,其中的光合微生物主要包含了绿藻、蓝细菌和厌氧光合细菌,非光合细菌主要包含了严格的厌氧细菌、兼性厌氧细菌以及好氧细菌等。

基本信息

  • 中文名

    生物制氢微生物

  • 外文名

    biological hydrogen microbes

  • 光合微生物

    绿藻蓝细菌和厌氧光合细菌

  • 非光合细菌

    严格厌氧发酵产氢菌等

  • 作用

    制氢

  • 发酵型细菌

    丁酸梭菌嗜热乳酸菌等

狭义产氢微生物

狭义的产氢微生物分类方法主要是将产氢的微生物分成了四大类,分别是绿藻、蓝细菌、光合细菌以及发酵型细菌。绿藻可以产氢的微生物主要包括了莱茵衣藻、歇生栅藻、绿球藻和亚心形扁藻;蓝细菌可以产氢的微生物主要有鱼腥蓝细菌、颤蓝细菌、丝状蓝细菌、黏杆蓝细菌、丝状异形胞蓝细菌以及多变鱼腥蓝细菌;光合细菌能够产氢的细菌主要是球形红细菌、荚膜红细菌、嗜硫小红卵菌、深红红螺菌、沼泽红假单细菌以及沼泽假单胞菌;而发酵型细菌中能够产氢的细菌主要包含了丁酸梭菌、嗜热乳酸菌、巴士梭菌、类腐败梭菌、阴沟肠杆菌以及蜂房哈夫尼亚菌。在这几种产氢微生物中只有发酵型细菌不需要光,而其他几种微生物都需要光的作用。在这几种产氢微生物中绿藻类微生物的产氢速率最慢,而蓝细菌产生的氢气中经常混合其他气体。

广义产氢微生物

光合微生物

绿藻、蓝细菌和光合细菌虽然都属于产氢的光合微生物,但是它们作用的条件各不相同,其中绿藻和蓝细菌主要是在光照、厌氧的条件下对水进行分解得到氢气,这种情况通常被研究工作者称为光解水产氢,而光合细菌通常是在光照、厌氧条件下对有机物进行分解得到氢气,这种产氢的方式通常被研究工作者称为光合产氢或者说是有机化合物的光合细菌的光分解法。这三者之间的主要区别在于绿藻和蓝细菌作用的底物主要是水,而光合细菌作用的底物主要是有机化合物,而将这三者通常划分在一起的原因主要是它们在进行产氢的过程的条件是一样的,都需要一定程度的光照和在厌氧条件下进行。

非光合细菌

非光合细菌产氢微生物与光合产氢微生物的主要区别就在于光合产氢微生物需要有光照,而非光合产氢微生物不需要光照,这一类产氢微生物主要是发酵型微生物。这一类产氢微生物主要是在无光照、厌氧的条件下对有机物进行分解而产生我们需要的氢气,这种产氢的方式也经常被我们成为暗发酵产氢或者有机化合物的发酵制氢法。

(1)严格厌氧发酵产氢菌

严格的厌氧发酵型产氢细菌对于氧气的存在十分敏感,氧是严格厌氧发酵型产氢细菌是否能够产氢的关键因素,严格厌氧的发酵型细菌即使是短时间接触氧气也会使得其发酵的过程中断,而使得氢气的产生受到严重的影响,主要原因是严格厌氧产氢微生物的发酵过程是为其产氢过程提供能量的关键因素,一旦发酵被中止,那么就无法提供能量,就无法进行产氢的后续过程。严格发酵产氢菌主要包括产氢梭菌(Clostridia)、嗜热产氢菌(Thermophiles)等。

(2)兼性厌氧发酵产氢菌

兼性厌氧发酵产氢菌与严格厌氧发酵产氢菌和好氧发酵产氢菌最主要的区别就是它既可以在有氧的条件下进行发酵产氢,还可以在无氧的条件下发酵产氢。具有产氢能力的兼性厌氧发酵菌在厌氧条件下可以分解利用多种有机物产生氢气和二氧化碳,产氢能力不受高浓度氢气的抑制,但缺点是产氢量比较低。

(3)好氧发酵产氢菌

通过对以上两种发酵型产氢菌的研究,我们可以发现好氧型发酵产氢菌与其他两种发酵产氢菌的主要区别是它必须在有氧的条件下进行发酵产氢。这一类发酵产氢菌在有氧条件下能够很好地生长,并且还具有十分完整的呼吸链。这一类好氧发酵产氢菌需要在氧气下进行发酵的主要原因是,只有其氢的最后受体是氧气时才能够正常地进行完整的呼吸链,不然就不能完成整个发酵过程。而好氧产氢菌主要包括芽孢杆菌(Bacillus)、脱硫弧菌(Desulfovibrio)等。