全 文 ：学20(J3年05月第22卷第2期 !!竺!旦璺坚!!!!!型竺!竺!!：!!!!：!!!!!；j!!二堕
微藻光合作用制氢——能源危机的最终出路?
韩志国1．李爱芬1，龙敏南2，韩博平p
蹙南，走学水生生物研究中心．广州5i0632：2厦门大学生物系，厦『]36f005
【摘要】 微藻，t合作用制氧是解决能源短缺问题的有效途径．本文介绍r微藻光合作用制氢的机理，包括蓝藻固氮酶和
nT逆氢酶产氢以及绿藻可逆氢酶产氢的机理。在分析光合制氢限制因素的基础上，指出筛选和构建高效放氧藻株是制氢的
有设途径。然后介绍了“直接生物光解”、圊氮酶放氢和“间接生物光解”等制氧方式利用绿藻‘‘闻接生物光勰’’水制氢是一种
最钉发展潜力的制氢方式。本文最后展梁了微藻光合制氢的前景
关键词：制氧；光合作用：微藻
中图分类号：s2慨077 文献标识码：A 文章编号：1008．8873(2003)02-104—05
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能源是人类生存与发展的物质基础，人类所用的能
源芒要是石油、天然气和煤炭等化石燃料。化石燃料是
远古时期动植物遗f奉沉积在地层中经过亿万年的演变而
来的，是不可再生能源，其储量有限。全球已探明的石
油储最约为1．5×10”t，按现消费水平到2040年将枯
竭；天然气储量约为1．2×10“t，仅能维持到2060年；
煤炭储{蒋约勾5．5×10”t，也仅可用200年。我国石油
资源有限，每年自产原油一亿多吨，但远不能满足国
民经济发展的需要。2001年我国进口石油产品超过7
x109t，型】()2年进口超过8×l∥t．呈逐年上升之
势。此外，化石燃料的燃烧产物co：会造成温室效应，
燃烧94产物氦氧化物、硫氧化物等既可导致空气污染，
义可能形成酸雨，危害甚大。因此，寻找可再生能源成
为各国政府能源战略的主导政策。
地球上的能源均来源子太阳，每年入射到地球表面
的太阳能约为5．7×lo“J，约为^类Ef用能源的Io000
倍⋯J，【q此可以说太阳能‘诹之不尽、用之不竭’’。但太
阳能的利用需要有效的载体，需要将太阳能转化为一种
可以储存、运输和连续输出的能源。氢就是最好的能量
载体，具有高效、无樗染、适用范围广等显著优点。
日前氢的制备主要包括化白-原料制氢和电解水制氢
两种途径，但成本昂贵。前者需要消耗大量的石油、天
然气和煤炭等宝贵的不可再生资源：后者则以消耗大量
的电能为代价，每生产1m。的氢需要消耗4～5千瓦时
的电能”““’。要使氢能成为未来能源结构中盼茕耍支
柱，其关键是建立一种能简单、快速、高教的从富舍氢
元素的水中制取氢的新技术。生物制氢特别是微藻制氢
是近年来带6氢领域的研究热点。
生物制氢包括发酵制氢和光合作用制氢．、莳背利用
异养型的厌氧菌或固氮菌分解小分子的有机物制氧．而
后者则利_}}j光合细菌或微藻直接转化太阳能为氯能，特
别是微藻制氢的底物是水，来源丰富，是目前国际上生
物制氢领域的研究热点。我国在光合细菌制氢方面尽管
起步较晚。但也取得了⋯些进展”1，而在微藻制氢方面
除上世纪80年代有!!≯量报道外”“，近jo年来鲜ff报道
荩盘项日：【目家自然利学女}垒一3990。022j和中科院“盯^』l划”‘坝蛐
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作者简介：韩志国(1昕7一)，男，p牵仁爵f究，4，主要从驰旗类光台n用和制
善研究。
200孓04田5lb谙．2003—05一10接受
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微藻光合作用制氢--能源危机的最终出路?
作者： 韩志国， 李爱芬， 龙敏南， 韩博平
作者单位： 韩志国,李爱芬,韩博平(暨南大学水生生物研究中心,广州)， 龙敏南(厦门大学生物系,厦门
,361005)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2003,22(2)
被引用次数： 12次

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1. 曾晓波.王海英.ZENG Xiao-bo.WANG Hai-ying 微藻生物制氢技术[期刊论文]-可再生能源2005(5)
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3. 陈兆安 基于微藻生物燃料电池技术的绿藻光解水制氢机理研究[期刊论文]-中国科技成果2011(15)
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引证文献(12条)
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3.马志刚.吴树志.白云峰 生物质能利用技术现状及进展[期刊论文]-能源工程 2008(5)
4.李贤煜.谢树莲.李砧 藻类制氢的研究进展和应用前景[期刊论文]-世界科技研究与发展 2008(4)
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6.侍霞.薛志根 生物制氢的前景展望[期刊论文]-科技经济市场 2007(11)
7.潘丽霞.杨登峰.梁智群 绿藻高效制氢影响因素的研究[期刊论文]-中国生物工程杂志 2007(4)
8.郭颖 生物制氢展望[期刊论文]-农业工程技术·新能源产业 2007(1)
9.贺立静.雷腊梅.韩博平 6种淡水绿藻产氢的比较[期刊论文]-西北农业学报 2007(5)
10.侯桂芹.张文丽 制氢技术的现状与进展[期刊论文]-佛山陶瓷 2006(12)
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