在“双碳”战略推进下，开发清洁能源成为能源结构转型的重要目标。氢气，作为一种清洁、能量密度高的能源载体，备受关注。而“生物产氢”正是一种无需依赖化石燃料、可持续生产氢气的方式。

近期，来自英国纽卡斯尔大学等单位的研究团队，探索了利用农业废弃物进行暗发酵（dark fermentation）产氢的潜力。他们选取了柳树、干草、小麦和大麦四种常见的农业废弃物，并测试了三株微生物的产氢能力：Shewanella oneidensis MR-1、Cellvibrio japonicus Ueda107和Sorangium cellulosum So ce27。这项研究为农业废弃物高值利用提供了全新思路。

暗发酵是一种在缺氧、无光照条件下，微生物将有机物降解产生氢气和短链脂肪酸（如醋酸、异丁酸等）的过程。相较光发酵，它能耗更低、工艺更简便，更适合实际应用。本研究中，研究者将经过酸水解预处理后的农作物秸秆提取液作为发酵底物，分别接种三种细菌进行暗发酵实验。最终发现S. oneidensis MR-1在12小时内即可在柳树底物中产生787.6 ± 69.3 mL H₂/L的氢气，表现出快速且高效的产氢能力；C. japonicus在干草底物中于36小时达到851.6 ± 20.8 mL H₂/L的最高产氢值；S. cellulosum则在使用柳树底物时，于6小时内达到644.0 ± 327.2 mL H₂/L的峰值。此外，研究者首次报道了C. japonicus和S. cellulosum具有生物产氢能力，进一步拓宽了产氢菌株的资源库。

研究还分析了发酵过程中产生的代谢物。S. oneidensis主要生成醋酸，最大产量为6.48 mmol/L。而C. japonicus和S. cellulosum则在小麦底物中大量生成异丁酸（分别为9.7和15 mmol/L），这类挥发性脂肪酸（VFAs）本身也具有高附加值，可用于后续耦合的生物能源或化工生产。

这项研究显示，农业废弃物不仅能降解变废为宝，还能高效产出清洁氢能；而S. oneidensis表现出最优的发酵效率和稳定性，有望成为工业化暗发酵产氢的优选菌株。同时，C. japonicus和S. cellulosum等新报道的菌株，也有望通过代谢工程或复合培养方式进一步提升产氢能力。对于我国农业废弃物处理与能源结构优化而言，这一思路具有重要借鉴价值。未来可进一步结合组学分析与工程优化，实现产氢过程的可持续、高效和低成本发展。

参考来源：Vidal A, Mohiuddin O, Chance E, et al. Biohydrogen production through dark fermentation of agricultural waste: Novel strain and feedstock characterisation[J]. Bioresource Technology, 2025, 434: 132839. DOI:10.1016/j.biortech.2025.132839.