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。这一现象可以在水体、土壤以及消化道等多种生态环境中被观察到，因此理解这种过程对推动可持续发展和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，巴氏梭菌利用葡萄糖发酵产生乙酸作为电子供体给硫还原地杆菌，而后者则将氧化乙酸产生的电子传递给巴氏梭菌，通过纤毛或直接接触介导进行直接电子传递。在共培养体系中，与自培养相比，产氢速率和产量分别提高了122.2%和28.92%，底物转化效率增加了50.6%。此外，这个过程改变了巴氏梭菌代谢途径，使其更有效地进行产氢代谢。

除了微生物之外，自然界中的水铁矿也能够促进微生物生产氢气。在海洋沉积物富集物中，以水铁矿为代表的地球元素，可以加快微生物还原速度达到0.063 mmol/h。此过程释放OH+和Fe2+缓解pH值下降的问题，并且提高了葡萄糖转化率（80%），增强细菌生长（47%），并促进氢气生成（37%）。

这项研究不仅为开发更高效的人工光合素生产技术提供了解决方案，也为深入理解微生物间電子傳遞與協同行為提供了关键线索，对推动可再生能源技术发展具有重大意义。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141069, https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110922