[发明专利]一种提高微藻产氢效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物能源技术领域，特别涉及一种提高微藻产氢效率的方法。

背景技术

近年来，随着煤、石油、天然气等化石能源的大量消耗，传统能源正加速枯竭，同时由化石能源的大量消耗造成的酸雨、光化学烟雾、霾、温室效应等环境问题也日趋严重，开发具有可持续发展性的新能源具有重要的战略意义。

氢能因具有清洁、高效等优点被视为一种理想的未来能源。氢气的传统制取方法主要有热分解法和电解法，这两种方法对化石能源的依赖程度较大，因此其发展的可持续性受到质疑。除物理、化学制氢方法外，近年来微藻制氢技术受到越来越多的关注。

微藻不仅可以利用太阳能通过光合作用进行生长繁殖，而且许多微藻在无氧状态下培养一段时间后，其光合作用产生的氧气被自身的呼吸作用消耗，低氧环境导致叶绿体基质中的产氢酶被诱导表达，产氢酶接受来自电子传递链的电子将水光解产生的氢离子还原生成氢气，这类微藻被称为产氢微藻。这种氢气制取方式主要依赖太阳能和水，不需要消耗大量化石能源，从能源的可持续发展方面来看是一种理想的制氢方法。但是，目前微藻制氢与热分解法和电解法制氢相比，效率仍十分底下，因此研发提高微藻产氢效率的技术方法对于推动其发展具有重要意义。

发明内容

本发明的技术目的是针对目前利用微藻产氢效率较低的问题，提供一种提高微藻产氢效率的方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：一种提高微藻产氢效率的方法，首先将产氢微藻细胞在培养基中培养至指数生长期；然后收集该微藻细胞，将其转入微藻产氢培养基中，除氧、密封，在黑暗环境中继续培养，使其快速消耗环境中可能未除净的剩余氧气后进入无氧环境；最后将该微藻细胞重新置于光照环境中诱导其分解水生产氢气，其特征是：所述的微藻产氢培养基中包含有机物，所述的有机物包括但不限于葡萄糖、果糖、乙酸、丙酮酸、3-磷酸甘油酸、苹果酸、氨基酸以及该葡萄糖、果糖、乙酸、丙酮酸、3-磷酸甘油酸、苹果酸、氨基酸中每种的钠盐或钾盐等中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的产氢微藻包括纤维藻（Ankistrodesmus sp.）、莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）、Chlamydomonas moewusii、夜配衣藻（Chlamydomonas noctigama）、八月衣藻（Chlamydomonas augustae）、雪衣藻（Chlamydomonas nivalis）、小球藻（Chlorella fusca）、普通小球藻（Chlorella vulgaris）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、海洋绿球藻（Chlorococcum littorale）、亚海生绿球藻（Chlorococcum submarinum）、亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）、惰性叶衣藻（Lobochlamys segnis）、脐形紫菜（Porphyra umbilicalis）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）、空泡栅藻（Scenedesmus vacuolatus）、细长聚球藻（Synechococcus elongates）和羊角月牙藻（Selenastrum capricormutum）等，但不限于上述微藻，包括上述微藻突变体、亚种和变种。

所述的氨基酸包括但不限于甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。

所述的培养基包括但不限于TAP培养基、ES培养基或BG11培养基等。当培养基为TAP培养基时，所述的微藻产氢培养基为TAP-S培养基；当培养基为ES培养基时，所述的微藻产氢培养基为ES-S培养基；当培养基为BG11培养基时，所述的微藻产氢培养基为BG11-S培养基。

作为优选，所述的产氢微藻细胞在温度为20℃～40℃，光照为50μmol·m^-2·s^-1～400μmol·m^-2·s^-1的培养环境中培养。

所述的产氢微藻细胞在培养基中是否已培养至指数生长期可以通过紫外分光光度计测定，当培养基在680nm处的吸收值（以下简写为OD₆₈₀）在1.0～5.0时，判定该微藻细胞已培养至指数生长期。