在广东省科学院生态环境与土壤研究所，研究员刘芳华带领的团队在电能微生物与水铁矿促进产氢机制的研究领域取得了新的突破。这些成果已经发表于《化学工程杂志》和《环境化学工程学报》。电能互营是一种微生物间特殊的合作关系，它通过直接的种间电子传递来实现能量和电子的交换。这一现象不仅出现在水体、土壤和消化道等生态环境中，而且对于推动可持续发展以及解决环境问题具有重要意义。

该团队成功建立了一种呼吸型产电硫还原地杆菌与发酵型弱电巴氏梭菌之间的共生模型。在这个模型中，巴氏梭菌通过将葡萄糖发酵产生的乙酸作为电子供体提供给硫还原地杆菌，而后者则将氧化乙酸产生的电子传递给巴氏梭菌。这种直接接触介导或纤毛介导的一种直接电子传递建立了他们之间强大的协同关系。

相比于自培养，共培养体系中的产氢速率和产量都有显著提升，其中产氢速率增加了122.2%，产量提高28.92%，底物转化效率增至50.6%。此外，这种协同作用改变了巴氏梭菌代谢途径，使其能够更有效地进行氢气生产。

除了微生物之外，自然界中的含铁矿物，如水铁矿，也显示出了促进微生物生成氢气能力。在海洋沉积物富集物中，微生物对水铁矿还原过程可以达到0.063 mmol/h。此过程释放OH+和Fe2+缓解反应体系因有机酸累积导致pH值下降，同时提高葡萄糖转化率（80%），增强细菌生长（47%），并促进氢气产生（37%）。

这些发现为开发更高效的人工系统提供了新思路，并为深入理解微生物间复杂行为提供了解答，对于推动可再生能源技术尤其是光合制氢技术而言具有重要意义。相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141069 https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110922