氢能由于其高效、清洁和还原性等特点,被广泛运用于化工合成、航空航天及金属冶金、电子等领域。目前,氢气的开发和利用技术备受世人关注,已成为生物科学和工程科学研究的热点领域。厌氧发酵制氢技术在当前所有制氢技术中由于其相对简单、原料可再生、低耗能等优点得到了广泛的探索与研究,目前已有一些工艺进入了工程化阶段,但由于产氢效率低等原因仍然制约这些工艺的工业化进程。解决的主要办法是通过获得更高效的产氢菌、优化产氢条件和进行代谢调控等技术手段进一步提高产氢效率。本研究从高效产氢菌株筛选、产氢条件优化和厌氧发酵途径等方面进行了有益探索,主要研究工作如下。（1）从华中科技大学内的伏羲河中采集河底污泥样品,经平板粗筛、摇瓶复筛,获得两株高效产氢菌。通过16Sr DNA序列分析和系统发育分析,鉴定为克雷伯式菌属（Klebsiella sp.）和沙雷式菌属（Serratia sp）,分别将克雷伯式菌属产氢菌命名为克雷伯氏菌HQ-3（Klebsiella sp. HQ-3）、沙雷式菌属产氢菌命名为沙雷式菌B-3（Serratia sp.B-3）。（2）对克雷伯氏菌HQ-3进行了单因素厌氧发酵试验,确定产氢的最佳碳和氮源分别为葡萄糖和蛋白胨,最适pH为8.0,最适葡萄糖、蛋白胨、KH₂PO₄质量配比分别为24.0 g/L、27.0 g/L和8.0 g/L。运用Plackett-Burrman对产氢培养基的Na₂HPO₄·12H₂0,KH₂PO₄,MgSO₄·7H₂O,葡萄糖,蛋白胨,酵母膏,pH八个因素进行主效因子筛选,确定pH、葡萄糖、蛋白胨、KH₂PO₄为产氢的主效因子。进一步利用爬坡实验确定主效因子的试验中心值,利用中心值结合MATLAB建模进行响应面法优化厌氧发酵产氢培养基,确定pH、KH₂PO₄、蛋白胨、葡萄糖的最优化值,对预测值进行了验证,得到实际产氢量为826.3 mL/L,与最佳预测值806.0 mL/L基本符合。然后,对其发酵条件:温度（℃）、接种量（%）、转速（r/min）进行了单因素实验确定最佳发酵温度、接种量、转速。经上述试验,确定最佳培养条件为:酵母膏8.0 g/L、Na₂HPO₄15.0 g/L、MgSO₄3.0 g/L、初始pH 8.3、KH₂PO₄ 7.7 g/L、蛋白胨18.1 g/L、葡萄糖21.4 g/L,温度32℃,接种量3%,转速60 rpm,在此培养条件下产氢量为865.0 mL/L比初始产氢量（621.0 mL/L）提高了39%。（3）确定了产氢厌氧发酵代谢类型。在最优发酵条件下,对发酵液相产物:乙醇、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸进行测定,发现乙醇、甲酸、乙酸含量占总液相产物的93%,确定其发酵类型为混合酸途径。