近日，我校现代农业工程研究院张全国教授等研究人员在国际著名期刊Nature子刊《Nature Communications》发表“Biological fermentation pilot-scale systems and evaluation for commercial viability towards sustainable biohydrogen production”的最新研究论文。研究院院长张全国教授为论文第一作者，研究院博士后李亚猛等3位教授为论文通讯作者，研究院任竞争、蒋丹萍、夏晨曦、张学婷等研究人员为论文作者，黄河科技学院为第二署名单位。

氢能使用过程环境友好，且无碳排放，被认为是21世纪的理想能源。生物制氢作为一种重要的绿氢制备技术，目前得到了世人广泛关注，其中光发酵生物制氢、暗发酵生物制氢、暗-光联合生物制氢等成为研究热点。农业废弃物资源能够通过暗-光联合生物制氢技术被转化成生物氢（绿氢），产氢过程属于复杂的温敏性生化反应，暗-光联合生物制氢的光热质传递理论及机制尚需明晰，而且由于缺乏中试规模的实验运行数据和可持续性分析，基于农业废弃物的生物制氢技术商业化推广应用受到了制约，如何实现在中试规模下的稳定运行，具有很大的挑战。

该研究将热力学理论分析方法运用于温敏性生化反应过程，明晰了生物制氢过程的光谱耦合机制、热效应理论和多相流规律，并设计创制了世界最大的中试规模农业废弃物暗-光联合生物制氢系统，实现了多工况下的连续稳定运行。该研究通过对运行数据的收集整理，从能耗、环境和经济等角度对该中试规模的暗-光联合生物制氢装置的商业可行性与可持续性进行了分析研究。该论文的研究结果为生物制氢科学技术的进一步商业化应用提供了重要参考。

张全国教授团队长期从事可再生能源与农业工程领域的科学技术研究，攻克了多项制约生物制氢科学与农业废弃物资源化技术领域的关键理论与技术难题。尤其是自2004年获批立项生物制氢领域的第一个国家自然科学基金项目和第一个国家863计划项目后的20年间，围绕基于农业废弃物的生物制氢科学与工程技术研究方向，先后获批立项国家自然科学基金16项，主持国家“十五”、“十一五”和“十二五”863计划项目3项，“十三五”和“十四五”国家重点研发计划项目2项，发表高水平学术论文400余篇，授权国内外专利39项，主著中英文专著11部。发起成立“国际废弃物-氢能转化与利用联盟（C-WtHub）”，成为国际生物制氢科学研究领域的领军者。本次在国际著名期刋Nature Communications上发表的研究成果得到了国家自然科学基金、国家863计划、国家重点研发计划等项目的资助，是张全国教授团队在基于农业废弃物的生物制氢研究领域取得的又一重要研究进展。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48790-4