我国科学家实现二氧化碳“变废为宝”新途径
我国科学家实现二氧化碳“变废为宝”新途径，中国科学家团队再次实现二氧化碳“变废为宝”，将二氧化碳还原合成葡萄糖和油脂。我国科学家实现二氧化碳“变废为宝”新途径。
我国科学家实现二氧化碳“变废为宝”新途径1日前，我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径，通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸，为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。
将二氧化碳人工转化为高附加值化合物，“变废为宝”，是科技界持续攻关的重要领域。我国科学家此前在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。二氧化碳除了可以“变”淀粉，还能“变”其他东西吗？这项成果给出了肯定答案。
通过电化学耦合生物发酵实现将二氧化碳和水转化为长链产品的示意图。（研究团队供图）
葡萄糖和油脂是重要的粮食成分，通过催化过程将二氧化碳转化为葡萄糖或者油脂，长期以来国内外研究者众多，但成功案例非常罕见。
此项研究中，科研人员首先将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸，然后用酿酒酵母对乙酸进行发酵。“这个过程可以理解为，先将二氧化碳转化为酿酒酵母的‘食物’乙酸，然后酿酒酵母不断‘吃醋’来合成葡萄糖和脂肪酸。”研究完成者之一、中国科学技术大学教授曾杰说。
自然界中粮食作物生长受季节、地域、气候的影响，此项研究完全实现人工可控，突破了众多外界条件限制。“利 ……此处隐藏3722个字……高附加值化合物生产
近年来，随着新能源发电的迅速崛起，电力成本下降，二氧化碳电还原技术已经具备与依赖化石能源的传统化工工艺竞争的潜力。因此，高效的二氧化碳电还原制备高附加值化学品和燃料的工艺被学界认为是建设未来“零碳排放”物质转化的重要研究方向之一。
夏川表示，为了规避二氧化碳电还原的产物局限性，可考虑将二氧化碳电还原过程与生物过程相耦合，以电催化产物作为电子载体，供微生物后续发酵合成长碳链的化学产品用于生产和生活。
微生物作为活细胞工厂，其优点是产物多样性很高，能够合成许多无法通过人工生产或人工生产效率很低的化合物，是非常丰富的“物质合成工具箱”。
曾杰认为，通过电催化结合生物合成的新型催化方式，可以有效提高碳的附加值。研究团队后续将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。未来，如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等，只需保持电催化设施不改变，更换发酵使用的微生物就能实现。
为人工半人工合成“粮食”提供新技术
中国科学院院士、中国催化专业委员会主任李灿研究员评价说，这项最新研究工作耦合人工电催化与生物酶催化过程，发展了一条由水和二氧化碳到含能化学小分子乙酸，后经工程改造的酵母微生物催化合成葡萄糖和游离的脂肪酸等高附加值产物的新途径，为人工和半人工合成“粮食”提供了新的技术。
中国科学院院士、上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新认为，该研究工作开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，是二氧化碳利用方面的重要发展方向。
