厌氧微生物制氢的过程可以分为两步:
(1)厌氧和兼性厌氧的水解性细菌或发酵性细菌将纤维素、淀粉等水解为单糖,并进一步形成了丙酮;将蛋白质水解成氨基酸,并进一步形成有机酸的氨;将脂类水解为甘油和脂肪酸,进一步形成丙酸、乙酸、丁酸、乙醇等。

(2)产菌产乙酸细菌群利用第一个阶段产生的有机酸,氧化分解成乙酸和分子氢。

例如,在以葡萄糖为底物的产氢工艺中以下反应:

C_6H_{12}O_6 + 2H_2O → 2CH_3COOH + 2CO_2 + 4H_2

C_6H_{12}O_6 → CH_3(CH_2)_2COOH + 2CO_2 + 2H_2

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