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我国科学家实〖shi〗现二氧化碳到葡萄糖和「he」油“you”脂【zhi】的人工合『he』成

admin 快讯 2022-04-30 28 0 足球贴士网

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我国科学家实现二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成  足球贴士网 第1张

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4月28日,我国『guo』科学家宣布实现二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成,其成果作为封{feng}面文章发表在《自然催化》期刊。

图片来自《自然催化》期刊

前述研究由中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组、中国科学技术大学曾杰课题组与电子科‘ke’技大学夏川课题组共同完{wan}成。团《tuan》队通过电催化结合生物合成的方式,将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,进一步利用“yong”微生物可 ke[以合成葡萄糖和油脂。

“该工作耦合人工电催化与生物酶‘mei’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、中国(guo)催化专业委员会主任李灿研究员评价。

二氧化碳变乙酸“食醋”

二氧化碳如何变成葡萄糖和油脂呢?“首先,我们需要把二氧化碳转化为可 ke[供微生物利用的原料,方便微生物发酵。”中国科学技术大学教授曾杰表示,清洁、高效的电催化技术可以在常温常压条件下工作,是实现这一过程的理想选择,他们为此已发展了很多成熟的电催化剂体系。

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实验装置与系统,图片来自论文

在考虑二氧化碳要转化为哪种“原料”时,研究人「ren」员瞄准了乙酸。因为乙酸不仅是食醋的主要成分,也是一种优秀的生物合成碳源,可以转化为葡萄「tao」糖等其他生物物质。

“二氧化碳直接电解可以得到乙酸,但效率不高,所以我们采取‘两步走’策略——先高效得到一氧化碳,再从一氧化碳到乙〖yi〗酸。”曾杰说。

但目前一氧化碳到乙酸的电合成效率(即乙酸法拉第效率)和纯度依旧不尽如人意。对此,研究人员「yuan」发现,由【you】一氧化碳催化形成乙酸盐,特异性地受催化剂表面几何形状影响,一氧化(hua)碳通过脉冲电化学还原工艺形成的晶界铜,催化合成乙酸法拉第效率可达52%。

“实际生产中,提升电流可以提升功率,但是可能降低法拉第效率。”电子科技大学教授夏川说,“我们把最高偏电流密度提升到321mA/cm2(毫安每平方厘米)时,乙酸法拉第效率仍保持在46%,能够较好地保持‘高电流’和‘高法拉第效率’的平衡。”

不过,常规电催化装置生产出的乙(yi)酸混合着很多电解质盐『yan』,无法直接用于生物发酵。所以,为了“喂饱”微生物,不仅要提升转化《hua》效率,保证“食物”数量,还要得到不含电解质盐的纯乙酸,保证【zheng】“食物”质量。

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