生物制氫技術作為清潔可再生能源的重要發展方向，長期受限于效率低和可持續性不足的技術瓶頸。針對這一挑戰，研究團隊通過精確調控鐵、鉑原子的有序排列，并在表面采用導電聚吡咯修飾，成功設計出具有獨特結構的金屬間合金生物催化劑(LPBC)。在此基礎上，研究團隊將LPBC與產氫微生物巴氏梭菌自組裝，構建了LPBC/CH雜化系統。LPBC不僅具備優異的導電性和轉錄激活性質，更能定向調控NADH至氫化酶電子傳遞途徑，觸發高效的生物催化反應，顯著加速質子還原效率，提升雜化系統中微生物產氫能力。實驗數據顯示，LPBC/CH雜化系統的產氫速率較裸梭菌系統提升約103%，氫氣產量提高57%。同時，LPBC表現出卓越的穩定性，在循環30天后，仍保持良好的結構完整性和催化活性，實現了高效率與高耐久性的協同突破。

該研究首次設計兼具高穩定性、高導電性、轉錄激活以及NADH氧化功能于一體的電活性納米材料，促進微生物產氫代謝網絡各分子間的高效電子傳遞。這一成果不僅拓展了電活性生物材料在能源領域的應用范圍，更為構建高效、長期穩定的微生物能源轉化系統提供了普適性技術方案，在推動清潔能源和可持續發展戰略方面，具有重要的科學價值和廣闊的應用前景。

圖1 基于納米生物催化劑的高效可持續制氫雜化系統

該研究工作獲得國家重點研發計劃、國家杰出青年科學基金、遼寧省興遼英才計劃、國家自然科學基金等項目資助。