世界性突破!我国独创二氧化碳合成糖、醋、油地球变暖要暂停?

继二氧化碳合成淀粉之后,我国又有一项最新发明将二氧化碳“变废为宝”取得了世界性突破,成为全球独创!还记得在2021年9月时候,当二氧化碳爆出可以实现淀粉的从头合成时就曾引发一片热议,而紧接着又有新研究发现二氧化碳可以转化成汽油,效率提高1000倍,让众人欢呼。而此次又是什么样的新发现呢?

是的,确实和吃货们息息相关!据《央视新闻》、人民日报等多家媒体报道,由电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组与中国科学技术大学曾杰课题组共同完成了这项最新研究,并且在28日时候以封面文章形式发表在了国际知名期刊《自然·催化》上。

改造后用于制备葡萄糖的酵母菌株发酵液(棕色溶液),及制备的葡萄糖(白色溶液)

据研究发现,研究团队能将二氧化碳通过催化过程转化为葡萄糖或者油脂乃至脂肪酸。并且曾杰还表示,此项研究完全能实现人工可控,能突破外界的很多限制条件,通过未来进一步的研究电催化与生物发酵,实现这两个平台的同配性和兼容性,未来还可能合成除淀粉外的制造色素、生产药物等等。

此次的研究成果也并非一蹴而就,而是在一步步的过程中一个个得出结论。当科学家们想要让二氧化碳变成葡萄糖和油脂的时候,其前提就是选择合适的电催化剂体系以及合适的生物合成碳源,从而得到能将二氧化碳和其他生物物质的目的,于是他们瞄准了乙酸。首先采取更高效率的二氧化碳转化成一氧化碳,然后再得到乙酸。

而研究人员摒弃直接的电合成模式,而是将一氧化碳催化形成乙酸盐,然后利用催化剂表面几何形状提高合成的乙酸法拉第效率达到52%。再将“高电流”和“高法拉第效率”平衡,利用新型固态电解质反应装置,让固态电解质代替电解质盐溶液,得到无需分离的纯乙酸水溶液。

然后在得到乙酸后,利用酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。敲除两个疑似具备代谢葡萄糖能力的酶元件(YLLR446W、EMI2),同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件(AGPP、YIHX)。通过另辟蹊径的方式让酵母体内的磷酸分子也转化为葡萄糖,增加积累能力,使得改良后的工程酵母菌株葡萄糖产量达到2.2g/L,提高30%产量。

而二氧化碳除了在转化为“新粮食”领域,还有哪些应用呢?其实关于二氧化碳的研究早在上个世纪就已经开始,而在我国把二氧化碳研究成“新粮食”之前其实也有其他领域的发明。就比如在2022年2月份时候,《美国国家科学院院刊》就发表了新的说明,表示科学家们发明了一种由“钌”组成的新催化剂,。是属于铂族的稀有过渡金属,可以提升二氧化碳转化汽油的效率。

而早在2016年的时候,诺贝尔化学奖的获得者乔治·欧拉团队也曾首次公布采用基于金属钌的催化剂,将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇燃料,转化率高达79%。这意味着二氧化碳变汽油的转化率又升高了。

此后关于二氧化碳在能源领域的研究成为了热饽饽,在2017年时候还要英国科学家表示新发明了一种用锡和二氧化铈强化的先进镍基催化剂,利用它能将二氧化碳和甲烷转化成可用于生产出燃料和一系列有价值化学品的合成气。

但毫无疑问的是,在“新粮食”领域的应用我国是独创,并且研究对于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,意义非凡。而从另一个全球变暖层面来说,这一研究就更重要了!

据相关数据统计,就2021年来说,大气中二氧化碳(CO2)的平均浓度大约在百万分之414,而甲烷浓度也开创新高记录。这两大数据

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