[发明专利]基于振荡-补光策略的新型光合生物制氢工艺

权利要求书

1.一种利用光合细菌制造氢气方法，其特征在于，包括步骤：

(a)在非静置状态和光照强度I₁的初始入射光照射下，培养产氢的光合细菌，其中所述的初始入射光的光照强度I₁满足以下条件：

(i)I₁＞I₀

式中，I₀是静置培养所述光合细菌时初始入射光的最适光照强度；

(ii)在所述光照强度I₁下，在非静置培养的光合细菌的培养体系中，至少70％区域(或体积)所受到的实际光照强度I₁′大于或等于在静置培养所述光合细菌时在最适光照强度I₀的初始入射光照射下同一区域(或体积)所受到的实际光照强度I₀′；

(b)从培养体系中分离出所述光合细菌所产生的氢气。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，平均产氢速率比静置培养时的平均产氢速率高30％-80％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的初始入射光的光照强度I₁满足以下条件：

在所述光照强度I₁下，在非静置培养的光合细菌的培养体系中，至少80％(较佳地至少90％，更佳地至少99％，最佳地100％)区域(或体积)所受到的实际光照强度大于或等于在静置培养所述光合细菌时在最适光照强度Io的初始入射光照射下同一区域(或体积)所受到的实际光照强度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光合细菌选自：类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)，荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)，或沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)，或其组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，I₁′与I₀′之比为1.2-2.0，更佳地为1.3-2.0。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光照强度I₁为5000-8000Lux，更佳地为6000-8000lux。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，每L培养体系每小时的最大产氢速率≥125ml氢气。

8.一种提高光合细菌的产氢速率的方法，其特征在于，包括步骤：

(a)测定在静置培养光合细菌的条件下的最适初始入射光的光照强度，记为I₀，并测定在初始入射光的光照强度为I₀且静置培养光合细菌的条件下，所述静置培养体系的OD值，记为OD₀；然后根据静置培养的最适初始入射光的光照强度为I₀和所述静置培养体系的OD值，确定所述静置培养体系中不同区域所受到的实际光照强度；

(b)测定在非静置培养光合细菌的条件下，所述非静置培养体系的OD值，记为OD₁；

(c)根据非静置培养体系的OD值，确定非静置培养时最适的初始入射光的光照强度I₁，其中所述的初始入射光的光照强度I₁满足以下条件：

(i)I₁＞I₀

式中，I₀是静置培养所述光合细菌时初始入射光的最适光照强度；

(ii)在所述光照强度I₁下，在非静置培养的光合细菌的培养体系中，至少70％区域(或体积)所受到的实际光照强度I₁′大于或等于在静置培养所述光合细菌时在最适光照强度Io的初始入射光照射下同一区域(或体积)所受到的实际光照强度I₀′；

(c)在非静置状态和所述的光照强度I₁的初始入射光照射下，培养光合细菌。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，I₁′与I₀′之比为1.2-2.0。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，通过以下公式确定所述静置培养体系中不同区域所受到的实际光照强度：

I＝I₀e^{-(0.4762+0.3266OD660nm)·L}      (1)

其中I₀为初始入射光强度(lux)，I为一定光程距离上的光强(lux)，L为光程距离(cm)，OD_660nm为以消光度表示的菌体浓度。