近日，我校現代農業工程研究院張全國教授等研究人員在國際著名期刊Nature子刊《Nature Communications》發表“Biological fermentation pilot-scale systems and evaluation for commercial viability towards sustainable biohydrogen production”的最新研究論文。研究院院長張全國教授為論文第一作者，研究院博士后李亞猛等3位教授為論文通訊作者，研究院任競爭、蔣丹萍、夏晨曦、張學婷等研究人員為論文作者，黃河科技學院為第二署名單位。
氫能使用過程環境友好，且無碳排放，被認為是21世紀的理想能源。生物制氫作為一種重要的綠氫制備技術，目前得到了世人廣泛關注，其中光發酵生物制氫、暗發酵生物制氫、暗-光聯合生物制氫等成為研究熱點。農業廢棄物資源能夠通過暗-光聯合生物制氫技術被轉化成生物氫（綠氫），產氫過程屬于復雜的溫敏性生化反應，暗-光聯合生物制氫的光熱質傳遞理論及機制尚需明晰，而且由于缺乏中試規模的實驗運行數據和可持續性分析，基于農業廢棄物的生物制氫技術商業化推廣應用受到了制約，如何實現在中試規模下的穩定運行，具有很大的挑戰。
該研究將熱力學理論分析方法運用于溫敏性生化反應過程，明晰了生物制氫過程的光譜耦合機制、熱效應理論和多相流規律，并設計創制了世界最大的中試規模農業廢棄物暗-光聯合生物制氫系統，實現了多工況下的連續穩定運行。該研究通過對運行數據的收集整理，從能耗、環境和經濟等角度對該中試規模的暗-光聯合生物制氫裝置的商業可行性與可持續性進行了分析研究。該論文的研究結果為生物制氫科學技術的進一步商業化應用提供了重要參考。
張全國教授團隊長期從事可再生能源與農業工程領域的科學技術研究，攻克了多項制約生物制氫科學與農業廢棄物資源化技術領域的關鍵理論與技術難題。尤其是自2004年獲批立項生物制氫領域的第一個國家自然科學基金項目和第一個國家863計劃項目后的20年間，圍繞基于農業廢棄物的生物制氫科學與工程技術研究方向，先后獲批立項國家自然科學基金16項，主持國家“十五”、“十一五”和“十二五”863計劃項目3項，“十三五”和“十四五”國家重點研發計劃項目2項，發表高水平學術論文400余篇，授權國內外專利39項，主著中英文專著11部。發起成立“國際廢棄物-氫能轉化與利用聯盟（C-WtHub）”，成為國際生物制氫科學研究領域的領軍者。本次在國際著名期刋Nature Communications上發表的研究成果得到了國家自然科學基金、國家863計劃、國家重點研發計劃等項目的資助，是張全國教授團隊在基于農業廢棄物的生物制氫研究領域取得的又一重要研究進展。
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