绿藻光合产氢由于理论光能利用率高，其产氢机制研究一直是光生物转化研究的重点。本实验室多年来开展海洋单细胞绿藻亚心形四爿藻光合产氢机制及工程基础研究。本文在已有工作基础上，发展了新的微藻光电极的制备工艺，将微藻光合电子传递研究与电化学表征相结合，利用绿藻电解电池技术研究绿藻光合产氢机制，为基于微藻的太阳能生物转化研究奠定基础。　　 考察了不同微藻光电极体系，确定了细胞固定化方法制备微藻光电极可以实现对光照灵敏、同步的响应;建立了以硅溶胶-凝胶法固定化微藻细胞制备微藻光电极方法，该方法对原核和真核藻类、海洋和淡水藻类均适用。　　 以亚心形四爿藻为模式藻优化了以硅溶胶-凝胶法制备微藻光电极的工艺条件，最佳条件为:微藻光阳极固定细胞密度为2.06×106/cm2，阳极极化电压为0.5V，电子介体对苯醌p-BQ终浓度为300μmol/L，以白色荧光灯为光源，光量子通量密度为146μmolm-2s-1时，光电流密度最高可达37μA/cm2。　　 通过扫描电镜及光学显微分析手段对微藻光电极形貌进行了表征，考察了CCCP、DBMIB、DCMU三种光合电子传递链上的不同位点抑制剂对光电流的影响。最后对微藻光阳极放氧、阴极产氢与光电流响应关系进行了考察，定性分析表明阳极放氧、阴极产氢和光电流均与光脉冲同步，定量分析表明光电流电子占光合电子总量的74％，光电流电子在阴极结合质子产氢，验证了可见光驱动的微藻电解电池分解水产氢的机理，其产氢速率比间接法提高40倍。