Abstract Featuring high caloric value, clean-burning, and renewability, hydrogen is a fuel believed to be able to change energy structure worldwide. Biohydrogen production technologies effectively utilize waste biomass resources and produce high-purity hydrogen. Improvements have been made in the biohydrogen production process in recent years. However, there is a lack of operational data and sustainability analysis from pilot plants to provide a reference for commercial operations. In this report, based on spectrum coupling, thermal effect, and multiphase flow properties of hydrogen production, continuous pilot-scale biohydrogen production systems (dark and photo-fermentation) are established as a research subject. Then, pilot-scale hydrogen production systems are assessed in terms of sustainability. The system being evaluated, consumes 171,530 MJ of energy and emits 9.37 t of CO 2 eq when producing 1 t H 2 , and has a payback period of 6.86 years. Our analysis also suggests future pathways towards effective biohydrogen production technology development and real-world implementation.

Rice leaves can assimilate atmospheric mercury (Hg0), which is accumulated by grains and causes health risks to rice consumers. However, the molecular mechanisms underlying Hg0 assimilation in rice leaves remain poorly understood. Here, we investigated catalase's (CAT) function in Hg0 oxidation within rice leaves, as well as the Hg speciation and transcriptomic profiles of rice leaves exposed to Hg0. The inactivation of catalase reduced Hg0 oxidation by 91% in the leaf homogenate and the Hg0 oxidation rate increased along with CAT activity, showing the CAT's function in Hg0 oxidation. Hg0 was converted to Hg(cysteine)2 complexes in the leaf. Transcriptomic results revealed that the expression levels of both OsCATA and OsCATB (catalase-encoding genes) increased with Hg concentration, suggesting the involvement of catalase-related molecular network in Hg0 oxidation. Upstream transcription factors, including NAC (NAM-no apical meristem, ATAF-Arabidopsis transcription activation factor, and CUC-cup-shaped cotyledon), and ethylene-responsive transcription factor, are likely involved in catalase expression. Genes related to cysteine metabolism and amino acid transport appeared to regulate Hg accumulation. Our findings demonstrate the important function of catalase in Hg0 oxidation within rice and are fundamental for developing genetically modified rice cultivars to minimize human Hg exposure health risks.