可再生能源在过去的几十年受到国际社会很大的注意。生物质是最古老和最有前途的能源之一，包括有机和动物垃圾、废水，能源作物，农业和工业残余物，它们都能用来生产生物燃料。现在，生物质提供全球能量总需求的14%左右，对全球经济有重要贡献。有几种转换技术可用于生物质能开发，就是：直接燃料（占全球生物能生产的97%左右），气化，热解和生物学处理。后者同其他技术相比，有经济上和环境上的长处。生物质能用生物学方法转化为液体和气体燃料，如乙醇、甲醇、甲烷和氢，后者近来被称为未来的燃料。
氢是一种清洁的和对环境友善的燃料，当燃烧时它产生水而不是温室气体。它可从可再生原料（如有机垃圾）生产，具有高能量产出（122kJ/g），因为它重量轻。另外，氢能通过燃料电池用来直接产生电。使用氢的短处之一是难安全储存，特别是在汽车上。但是，这问题能通过使用金属的氢化物和碳纳米管克服，它可逆地在室温和低压吸附氢。这些技术仍在在显著的技术障碍，而克服它们是一个活跃的研究领域。
生物学氢生产是几种生产氢的方法的一种，在过去十年受到特别注意。生物氢能由青色细菌和藻通过光分解水而产生，或由光合作用和化学合成发酵菌产生。厌氧发酵细菌产生氢无需光能，因此产氢成本比光合作用工艺低340倍。另外，已清楚地知道，在发酵过程中，碳水化合物是氢的来源，因此，含大量碳水化合物的废物/废水或农业残余物，可被认为是潜在氢来源。葡萄糖和蔗糖是在实验室中被研究得最多的发酵基质。在发酵过程中，各种糖的降解是被氢和各种代谢产物的产生伴随着的，这些代谢产物主要是挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）、乳酸和乙醇。氢的产出随最后代谢产物而变化。乙醇和丁酸的产生有利氢产生，而低氢产出是同还原性的代谢产物如丙酸、乳酸和乙醇有关联的。
但是，混合酸发酵工艺在葡萄糖被梳状芽孢杆菌降解时，产生的丁酸盐比乙酸盐多。这种菌用丙酮酸盐铁霉素氧化还原酶和产氢酶的活动来产生氢。孢子形成梳状芽孢干菌是通过热处理从自然环境挑选的。煮沸的经过厌氧消化的污泥显示，能成功地起动输入葡萄糖的实验室规模的连续式生物学反应器。由发酵细菌产生氢，高度取决于工艺过程的状况，如pH值，液体滞留期和气体分压，它们影响着微生物代谢平衡，因而影响发酵最终产物。一般地说，产酸培养基中主导的代谢作用强烈地取决于微生物培养基的pH值，氢的产生受低和高ph值两方面的压抑。有报告称，最大氢产出在培养基介质的pH值在5到6之间获得。另有研究者称，最佳氢产生在pH值小于5的情况下出现。因此，为了维持满意的氢生产，控制pH值是很重要的。
发酵性氢生产（产酸)工艺，并不显著减小输入原料的有机物含量。通常在产氢过程中，COD去除率低于20%，这对应于2.5克分子量（氢）/克分子量（葡萄糖）的平均氢产量。COD可在随后的厌氧消化步骤中被去除，而有机物含量则转化为甲烷。报告发表在《Bioresource Technology》的一个研究，探究怎样把甜高梁生物质作为氢的来源，并从氢反应器排出物生产甲烷，同时使有机物质稳定化。一般而言，来自能源作物（如甜高梁）的生物质，能用来做生产氢的原料。甜高梁是一种一年生C4植物，具有高光合作用效率的特点。它是一种高生物质产出并富含碳水化合物的作物。它的秆主要由蔗糖和葡萄糖构成，前者的量达到干物质的55%，后者则达到干物质的3.2%。它还含有纤维素（12.4%）和半纤维素（10.2%）。甜高梁富有容易发酵的各种糖，因此它被认为是用发酵方法生产氢的出色原材料。全面地看，在多种近来被考察能否做能原材料的“新作物”中，甜高梁看来是最有前途的一种。至今，乙醇和甲烷是最为人熟知的用微生物从甜高梁生产的物质。从一些研究的结果综合起来看，由甜高梁生产的乙醇的能量产出为6500-8900kJ/kg干甜高梁生物质和1400-2700kJ/kg新鲜甜高梁生物质，这里假定乙醇的能量产出为26500kJ/kg。
实验结果显示，最高氢生产率（2550mL/d）在6小时的液体滞留期下获得，而每公斤甜高梁的氢最高产出（10.4LH2/kg甜高梁）在12小时的液体滞留期下获得。实验证实，产氢反应器的排出物是生产甲烷的理想基质，产出约为29LCH4/kg甜高梁。甜高梁榨取工艺残留物的厌氧消化，产出78LCH4/kg甜高梁。这个实验表明，生物氢生产能十分高效率地同随后的甲烷生产步骤结合，因而甜高梁能是一种理想的综合气体的燃料生产的基质。
