(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210706758.1 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 复旦大学 地址 200433 上海市杨 浦区邯郸路2 20号 (72)发明人 刘木清　李文琪　秦浩宽　 (74)专利代理 机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 专利代理师 陆飞　陆尤 (51)Int.Cl. C12P 3/00(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/24(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/00(2006.01)C12R 1/89(2006.01) (54)发明名称 一种制氢方法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种制氢方法及装置。 所述制氢 方法包括以下步骤： 向隔绝外界光源的反应器中 添加藻类物质； 向所述反应器中添加目标浓度以 下的亚硫酸钠溶液； 以及向经过所述亚硫酸钠溶 液处理的藻类物质提供脉冲光照， 以供所述藻类 物质进行间隔的光合作用。 通过执行这些步骤， 该制氢方法能够提升藻类物质的产氢效率、 延长 藻类物质的产氢时间， 并降低生物制氢的生产成 本， 从而促进生物制氢技术投入 大规模的工业生 产。 权利要求书2页 说明书9页 附图8页 CN 115141853 A 2022.10.04 CN 115141853 A 1.一种制氢 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 向隔绝外界光源的反应 器中添加藻类物质； 向所述反应 器中添加目标浓度以下的亚硫酸钠溶 液； 以及 向经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类物质提供脉冲光照， 以供所述藻类物质进行间隔 的光合作用。 2.如权利要求1所述的制氢方法， 其特征在于， 在向所述反应器中添加目标浓度以下的 亚硫酸钠溶 液之前， 所述制氢 方法还包括以下步骤： 使用不同浓度的亚硫酸钠溶 液， 对所述藻类物质进行毒性测试； 以及 根据所述毒性测试的结果， 确定所述 亚硫酸钠溶 液的目标浓度。 3.如权利要求2所述的制氢方法， 其特征在于， 在确定所述亚硫酸钠溶液的目标浓度之 后， 以及向经过所述亚硫酸钠溶液处理的藻类物质提供脉冲光照之前， 所述制氢方法还包 括以下步骤： 向经过所述目标浓度的亚硫酸钠溶液处理的藻类物质提供不同光强峰值、 频率和/或 占空比的脉冲光照， 以进行制氢实验； 以及 根据所述制氢实验的结果， 确定所述脉冲光照的光强峰值、 频率和/或占空比。 4.如权利要求1所述的制氢方法， 其特征在于， 在向经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类 物质提供 脉冲光照之前， 所述制氢 方法还包括以下步骤： 向所述反应 器通入稳定气体， 以排出 所述反应 器上部残留的氧气； 和/或 对经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类物质进行 暗适应处理， 以消耗所述藻类物质内部 的溶氧， 并建立氢化酶的表达 。 5.如权利要求1所述的制氢方法， 其特征在于， 在向经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类 物质提供 脉冲光照的过程中， 所述制氢 方法还包括以下步骤： 根据预设的间隔时间向所述反应器通入稳定气体， 以排出所述反应器上部生成的氢 气。 6.如权利要求1所述的制氢方法， 其特征在于， 在向经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类 物质提供 脉冲光照的过程中， 所述制氢 方法还包括以下步骤： 监测所述反应 器中的亚硫酸钠溶 液的剩余浓度； 以及 响应于所述剩余浓度低于预设的浓度阈值的判断结果， 向所述反应器中补充亚硫酸 钠， 以将所述 亚硫酸钠溶 液的剩余浓度提升 到所述目标浓度。 7.如权利要求6所述的制氢方法， 其特征在于， 所述目标浓度在10mM以下， 所述浓度阈 值在2 mM以上。 8.如权利要求1所述的制氢方法， 其特征在于， 所述向经过所述亚硫酸钠溶液处理的藻 类物质提供 脉冲光照， 以供 所述藻类物质进行间隔的光 合作用的步骤 包括： 将经过所述亚硫酸钠溶液处理 的藻类物质置于遮光材料制成的屏蔽盒， 以阻止外界光 接触所述藻类物质； 以及 带动至少一个通光孔间隔地经过所述屏蔽盒中的藻类物质， 以向其提供所述脉冲光 照。 9.一种制氢装置， 其特 征在于， 包括： 反应器， 其中盛放藻类物质以及目标浓度以下的亚硫酸钠溶 液；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115141853 A 2遮光结构， 用于阻止 外界光接触所述藻类物质； 以及 脉冲光源， 向所述藻类物质提供 脉冲光照， 以供 所述藻类物质进行间隔的光 合作用。 10.如权利要求9所述的制氢装置， 其特征在于， 所述反应器具有气密性结构， 并包括进 气口及出气口， 其中， 所述进气口连接气源， 在向经过所述亚硫酸钠溶液处理的藻类物质提供脉冲光照之前， 所述气源经由所述进 气口向所述反应器通入稳定气体， 以经由所述出气口排出所述反应器上部残留的氧气， 和/ 或 在向经过所述亚硫酸钠溶液处理的藻类物质提供脉冲光照的过程中， 所述气源根据 预 设的间隔时间， 经 由所述进气口向所述反应器通入稳定气体， 以经 由所述出气口排出所述 反应器上部生成的氢气。 11.如权利要求9所述的制氢装置， 其特征在于， 所述制氢装置还包括处理器及浓度监 测器， 所述反应 器还包括补料口， 所述处 理器被配置为： 经由所述浓度监测器监测所述反应 器中的亚硫酸钠溶 液的剩余浓度； 以及 响应于所述剩余浓度低于预设的浓度阈值的判断结果， 经由所述补料口向所述反应器 中补充亚硫酸钠， 以将所述 亚硫酸钠溶 液的剩余浓度提升 到所述目标浓度。 12.如权利要求9所述的制氢装置， 其特征在于， 所述遮光结构包括遮光材料制成的屏 蔽盒， 其中， 所述屏蔽盒的上表面设有转盘， 所述 转盘上开设至少一个通 光孔， 所述屏蔽盒的内部设有至少一块遮光板， 所述至少一块遮光板与所述屏蔽盒的外壁构 成至少一个屏蔽腔， 用于容纳所述反应 器， 并阻止 外界光接触所述反应 器中的藻类物质， 所述转盘在所述屏蔽盒的上表面旋转， 带动所述至少一个通光孔依次经过各所述屏蔽 腔， 以构成各 所述屏蔽腔的所述脉冲光源。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115141853 A 3