Revolutionizing bio-hydrogen production: smart integration of nanotechnology, microbial engineering, and circular waste valorisation

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a broad overview of current bio-hydrogen technologies and integration strategies, useful for identifying research gaps in nano-microbe-waste synergies.

🏢実務担当者:Offers insights into feedstock selection and emerging purification/storage technologies that could inform corporate R&D in renewable hydrogen.

化石燃料埋蔵量の急速な枯渇と、温室効果ガス排出による環境問題の深刻化は、持続可能なエネルギー代替源への世界的な追求を一層強めている。バイオ水素生産は、炭素中立のエネルギー生成を提供すると同時に、有機廃棄物管理の課題に対処する変革的解決策として浮上している。本総説は、バイオ水素生産システムにおけるナノテクノロジー、先進的な微生物工学、および循環経済原則の革命的な統合を検討する。農業残渣、都市固形廃棄物、微細藻類、産業バイオマスを含む多様な再生可能原料の系統的分析を行い、分散型バイオ水素生産におけるそれらの可能性を強調する。本総説は、ハイブリッド発酵システム、極限環境微生物コンソーシアム、およびCRISPR-Cas9技術を利用した合成生物学アプローチを含む最先端の微生物学的革新を批判的に評価し、水素収率の向上を図る。ナノテクノロジーの応用についても広範に議論し、ナノ金属触媒、酵素固定化技術、およびバイオ変換効率とシステム安定性を大幅に改善するプラズモニックナノ粒子に焦点を当てる。混合マトリックス膜やグラフェン系システムを含む高度な精製技術、ならびに金属水素化物を用いた革新的な貯蔵ソリューションを包括的に評価する。燃料電池および産業用途へのバイオ水素の統合は、化石由来水素を代替する実質的な可能性を示している。本総説は、循環型バイオ経済の発展を促進しながら持続可能なエネルギー転換を達成するための基盤技術としてバイオ水素を確立するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The escalating depletion of fossil fuel reserves and mounting environmental concerns from greenhouse gas emissions have intensified the global pursuit for sustainable energy alternatives. Bio-hydrogen production emerges as a transformative solution, offering carbon–neutral energy generation while simultaneously addressing organic waste management challenges. This comprehensive review examines the revolutionary integration of nanotechnology, advanced microbial engineering, and circular economy principles in bio-hydrogen production systems. A systematic analysis of diverse renewable feedstocks, including agricultural residues, municipal solid waste, microalgae, and industrial biomass, highlighting their potential for decentralized bio-hydrogen production. The review critically evaluates cutting-edge microbial innovations encompassing hybrid fermentation systems, extremophile consortia, and synthetic biology approaches utilizing CRISPR-Cas9 technology for enhanced hydrogen yields. Nanotechnology applications are extensively discussed, focusing on nano-metal catalysts, enzyme immobilization techniques, and plasmonic nanoparticles that significantly improve bioconversion efficiency and system stability. Advanced purification technologies, including mixed-matrix membranes and graphene-based systems, alongside innovative storage solutions using metal hydrides, are comprehensively assessed. The integration of bio-hydrogen into fuel cells and industrial applications demonstrates substantial potential for replacing fossil-based hydrogen. This review establishes bio-hydrogen as a cornerstone technology for achieving sustainable energy transitions while fostering circular bio-economy development.

• semanticscholar https://doi.org/10.1186/s40643-025-01001-4first seen 2026-05-15 20:29:04 · last seen 2026-06-30 05:41:19