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氫是一種必不可少的商品,，每年在全球生產(chǎn)超過6000萬噸,。但是，其中95％以上是通過化石燃料的蒸汽重整制得的,，這個過程消耗大量能源,，并且會產(chǎn)生二氧化碳。用這種方式生產(chǎn)的氫氣因成本和環(huán)保的因素很難用于氫動力車輛,。 于是,，科學家將注意力投向了生物制氫。 眾所周知，光合作用吸收二氧化碳,，釋放氧氣,，并且將能量主要以碳水化合物的形式儲存起來。如果我們能利用光和水制得氫氣,，那將產(chǎn)生重大影響,。 最近科學家在實驗室中取得了突破，通過改造綠藻的光合系統(tǒng),，生產(chǎn)出了氫氣,。 植物的光合作用可分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)兩個步驟，光反應(yīng)利用陽光的能量將水分子分解為氫和氧,，氧結(jié)合成氧氣釋放到空氣中,，碳反應(yīng)利用上一步生成的氫和二氧化碳生成葡萄糖和水。 此外,，植物有兩套光合作用系統(tǒng)同時進行光合作用,，光系統(tǒng)I（PSI）和光系統(tǒng)II（PSII）。它們分別通過不同的色素-蛋白質(zhì)復(fù)合物來實現(xiàn),。光系統(tǒng)I的吸收高峰波長700nm,，光系統(tǒng)Ⅱ的吸收高峰為波長680nm。 萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）是一種單細胞綠藻,，直徑約10微米,，擁有一種氫化酶，該酶利用從鐵氧還蛋白中獲得的電子,，將電子從PSI運送到各個目的地,。一個問題是氫化酶會因為PSII不斷產(chǎn)生的氧氣而迅速失去活性。 萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii） 科學家在重新設(shè)計光系統(tǒng)I方面取得了突破,，他們創(chuàng)建了PSI和氫化酶的基因嵌合體,，使它們在衣藻體內(nèi)產(chǎn)生并保持活性。這個新組件可以將電子導(dǎo)向質(zhì)子同時遠離二氧化碳（碳反應(yīng)）,。 經(jīng)改造（PSI-加氫酶）的衣藻能夠以高速率產(chǎn)生氫氣,，并且持續(xù)數(shù)天。  點擊播放 GIF 0.5M 這種方法如果能替代大部分的氫氣生產(chǎn),，則可以極大的節(jié)省化石燃料,，同時減少二氧化碳釋放。 最終,，經(jīng)基因改造的微生物可以成為一種廉價且可再生的生物工廠,。
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