渤海沉積物中發現會產氫氣的「泡泡君」

在《流浪地球》影片的結尾處，堅持尋找希望的地球，依靠點燃木星產生的強大衝擊波，成功脫離了木星引力的束縛，開啟了新的流浪之旅。

圖1 地球被木星引力所束縛（圖片來自網絡）

那麼，為什麼木星可以被點燃呢？

原來，木星是一個氣態行星，就像一個「超級氫氣球」，大氣層中氫氣的含量竟然高達90%。

氫氣具有燃燒熱值高，產物僅有水，還不釋放溫室氣體等諸多優點（反應式：H₂(g)+1/2 O₂ (g)=H₂O (l) △H=-285.8KJ/mol），是有望維持地球可持續發展的下一代可再生清潔能源。

然而，現實卻遠要比夢想更殘酷。因為，與木星相比，地球上氫氣的含量則少的可憐（大氣層中氫氣含量約為0.00005%），原因是地球引力太小（質量小），氫氣又太輕（相對分子質量Mr=2），所以留不住它。

氫氣這麼好，卻這麼少，究竟如何是好？

還好，還好：「人有兩件寶，雙手和大腦。」

基於目前的工業技術，氫氣的來源主要來自化工生產（化石燃料重整和電解水（高產量，但耗能）），以及少量來自生物發酵（細菌和藻類（低產量，但綠色））。

圖2 神奇動物嗅嗅（圖片來自網絡）

《神奇動物在哪裡》這一影片中講述了許多神奇的生物，比如，愛財的嗅嗅、迷戀月光的月痴獸和會開鎖的護樹羅鍋等。其實在現實的地球上，也存在很多神奇的生物，比如會放電的「皮卡丘細菌」（地桿菌和希瓦氏菌等，參看：黃河三角洲發現「皮卡丘細菌」，電你沒商量）和本期隆重推出的主人公——會產氫氣的「泡泡君」（產氫細菌和藻類）。

在自然或人工環境中，會產氫氣的「泡泡君」主要有：喜歡泡在水裡，邊曬「日光浴」、邊吹「氫泡泡」 （光合產氫）的綠藻（綠球藻）、藍細菌（顫藍細菌）和光合細菌（類球紅細菌）；還有喜歡躲在太陽照不到的地方，邊「偷吃糖」邊吹「氫泡泡」（暗發酵產氫）的暗發酵細菌（巴氏梭菌）。

一般來說，能產氫氣的「泡泡君」們都不太喜歡氧氣，所以它們要躲到低氧或者缺氧的水面以下或者沉積物當中。

圖3 喜歡曬「日光浴」和「偷吃糖」的產氫「泡泡君」及其用途示意圖

「泡泡君」既然這麼有用，那我們怎樣才能找到它們呢？

您或許會認為，幾乎不用想就能知道：當然是投其所好，用它們喜歡的東西去吸引和培養它們呀，比如拿著「手電筒」（光源）去找愛曬「日光浴」的喜光產氫「藻或菌寶寶」，或拿著「糖塊」去吸引藏在暗處的產氫「菌寶寶」（富集培養）。

然而，您或許不會想到的是，近期，中國科學院煙臺海岸帶研究所「電能微生物學」研究團隊的科學家們發現，用「鐵塊」竟然從渤海沉積物中獲得了產氫效率高的「泡泡君」，還獲得了授權發明專利。

歷經千裡來相見，那麼這些「泡泡君」可以用來幹什麼呢？

如果我們有了這些「泡泡君」，未來就有可能擁有數不清的「用之不竭」、「可移動」的「加氫站」，將裝著「泡泡君」們的反應器安裝到載具上（超跑或遊輪等），「泡泡君」們吹出的氫氣就可以驅動配備氫燃料電池的載具前進了，不僅環保，還拉風。

「電能微生物學」研究團隊的科學家們發現，在渤海沉積物和黃河三角洲溼地土壤中就生活著大量這種具有暗發酵產氫能力的「泡泡君」；他們最近的工作發現，與甜膩的「糖」相比，這些「泡泡君」看起來似乎更喜歡吃「巧克力糖」（葡萄糖+水鐵礦）；這種特製的「巧克力糖」，可以更加有效地激活「泡泡君」的產氫能力，「菌多力量大」， 「眾菌抬柴氫焰高」。

作者：張月超、吳志宇、肖雷雷、劉芳華

來源：中國科學院煙臺海岸帶研究所