近日，五楼自拍 王福会教授团队、徐大可教授课题组与生命科学与健康学院范永强教授合作在微生物能源材料领域取得重大进展，将电活性材料设计与微生物能源技术深度融合，成功构建了一种高效、可持续的新型微生物制氢杂化系统。该系统有效突破生物制氢效率低、杂化系统稳定性差等关键技术瓶颈，为清洁能源的发展提供解决方案。相关研究成果以“A Nanobiocatalyst-Driven Hybrid System for Efficient and Sustainable Hydrogen Production via Electron Flow Optimization”(DOI 10.1002/adma.202508613)为题发表于国际顶级期刊Advanced Materials，标志我校电活性生物材料交叉中心在微生物和能源材料交叉学科领域取得代表性原创成果。五楼自拍 博士生杨琳琳和博士生董奕哲为共同第一作者，徐大可教授和范永强教授为共同通讯作者，东北大学为第一完成单位和唯一通讯单位。

生物制氢技术作为清洁可再生能源的重要发展方向，长期受限于效率低和可持续性不足的技术瓶颈。针对这一挑战，研究团队通过精确调控铁、铂原子的有序排列，并在表面采用导电聚吡咯修饰，成功设计出具有独特结构的金属间合金生物催化剂(LPBC)。在此基础上，研究团队将LPBC与产氢微生物巴氏梭菌自组装，构建了LPBC/CH杂化系统。LPBC不仅具备优异的导电性和转录激活性质，更能定向调控NADH至氢化酶电子传递途径，触发高效的生物催化反应，显著加速质子还原效率，提升杂化系统中微生物产氢能力。实验数据显示，LPBC/CH杂化系统的产氢速率较裸梭菌系统提升约103%，氢气产量提高57%。同时，LPBC表现出卓越的稳定性，在循环30天后，仍保持良好的结构完整性和催化活性，实现了高效率与高耐久性的协同突破。

该研究首次设计兼具高稳定性、高导电性、转录激活以及NADH氧化功能于一体的电活性纳米材料，促进微生物产氢代谢网络各分子间的高效电子传递。这一成果不仅拓展了电活性生物材料在能源领域的应用范围，更为构建高效、长期稳定的微生物能源转化系统提供了普适性技术方案，在推动清洁能源和可持续发展战略方面，具有重要的科学价值和广阔的应用前景。

图1 基于纳米生物催化剂的高效可持续制氢杂化系统

该研究工作获得国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、辽宁省兴辽英才计划、国家自然科学基金等项目资助。