近期，機電學院姚義清教授課題組在煤厭氧生物制氫研究領域取得重要進展。研究成果以“Hydrogen production via anaerobic digestion of coal modified by white-rot fungi and its application benefits analysis”為題發表在《Renewable&Sustainable Energy Reviews》。機電學院博士研究生張懷文為第一作者，姚義清教授為通訊作者。

目前全球已探明煤炭儲量達1.07萬億噸，在未來世界能源體系中依然占據主導地位。煤炭屬于高碳化石能源，大規模開發利用帶來的氣候變化、環境污染、生態擾動等問題日益凸顯。據國際能源署（International Energy Agency，IEA）統計，直燃發電作為當前煤炭能源化利用的主要途徑，每年向大氣排放的CO2達10億噸，是碳排放的主要來源。同時，燃煤產生的大量SO2、可吸入顆粒物和有機污染物排放到大氣中，嚴重威脅人居生態。煤生物制氫技術具有能耗低、轉化條件溫和、環境友好等優點，在煤炭的清潔化利用和氫能制備研究與工業化領域極具前景，并在碳中和路徑中塑造未來能源結構方面發揮重要作用。

煤的白腐真菌改性及厭氧生物制氫研究路徑

該研究以直燃熱效率低、污染物和碳排放量大的低階煙煤為原料，采用白腐真菌改性這一由植物遺體長期演化而來的具有類木質素結構的高分子聚合物，采集同源煤層的厭氧微生物作為接種物，研究了煤中溫（37°C）厭氧生物制氫的潛力及機制。結果表明，白腐真菌改性處理顯著提高了煤的生物制氫效率。改性處理使煤釋放出更多的正十二烷、正十六烷等烷烴類化合物，微生物攝入進細胞后，通過末端氧化、直接脫氫等方式將鏈烴轉化成醇、酸、醛、酯等含氧衍生物，進而為產氫細菌的代謝活動提供充足的營養物質；反應體系中濃度相對穩定的類胡敏酸保證了微生物胞外電子傳遞的高效運行；改性處理對發酵系統微生物代謝途徑具有顯著的調控作用，避免了醇和乳酸的生成及其與產氫功能菌形成競爭，同時強化了細胞周期調控、細胞分裂、染色體分割、氨基酸和核苷酸轉運與代謝等功能。通過環境和經濟效益評估。該方法能顯著降低燃煤煙氣中的碳氧化物含量，碳減排效果突出，同時經濟效益也得到提高，為煤的低碳化和高值化利用提供了新思路。

煤的白腐真菌改性及厭氧生物制氫技術現場應用場景

該研究得到國家、陜西省、國家重點實驗室有關項目的資助。