中國研新發酵系統 生物氫產量增三成三 同時捕碳二氧化物

中國科學院應用生態研究所的研究人員開發出一種新型發酵系統，能提升生物氫產量同時捕獲二氧化碳。研究人員指出，黑暗發酵在無氧條件下從有機基質產生氫氣，這是實現碳中和氫氣的有前景途徑。然而，在實際應用中，該過程常受揮發性脂肪酸積聚限制，導致 pH 值下降並抑制微生物活性。

提升氫氣產量

研究團隊引入 Wollastonite 作為雙功能劑，同時提升 H2 產量並捕獲 CO2。「最佳劑量為 10 g/L，可將滯後期從 23.13 小時縮短至 12.38 小時，並將氫氣產量從 158.11 ± 3.44 mL/g 消耗葡萄糖提升至 210.75 ± 15.87 mL/g 消耗葡萄糖，」研究人員在研究中表示。「機制上，Wollastonite 緩衝系統 pH 值，引導代謝通量遠離乳酸轉向醋酸合成，透過富集 Clostridium 並抑制 Lactobacillus。

」 Wollastonite (CaSiO3) 是一種天然矽酸鹽礦物，研究人員將其用作雙功能添加劑。發酵過程中酸類積聚逐漸溶解該礦物，消耗質子並釋放鈣離子。此機制提供持續自調節 pH 緩衝，將系統穩定在 pH 6.5–7.0。 在 10 g/L 最佳劑量下，氫氣產生的滯後期減少約 50%，特定氫氣產量增加約 33%，研究人員指出。「Wollastonite 亦透過將其沉澱為 CaCO3 實現原位 CO2 封存。

然而，最大 CO2 捕獲需更高劑量 (≥15 g/L)，雖被動達到所需中性 pH，但損害氫氣產量。此與氫氣生成的最佳 10 g/L 劑量產生衝突，」研究人員在發表於 Chemical Engineering Journal 的研究中表示。