VSport-胜利-我国科学家破解海水捕碳难题
海洋，作为地球上最年夜的自然“碳库”，每一年接收逾四分之一报酬排放的二氧化碳，有用缓解了全世界天气变暖。然而，海水连续接收二氧化碳激发的海洋酸化，对于海洋生态均衡组成了严峻威逼。怎样把这部门已经进入海洋的碳，转化为人类可使用的资源，缓解海水酸化，是促成“蓝色经济”成长与实现“双碳”方针所面临的配合命题。
中国科学院深圳进步前辈技能研究院定量合成生物学天下重点试验室、合成生物学研究所高翔团队结合电子科技年夜学夏川团队，初次提出并验证了一种基在“电催化+生物催化”耦合计谋的“人工海洋碳轮回体系”。该体系可捕集自然海水中的二氧化碳，并转化为可直接进入生物制造的中间体，再进一步进级为多类高价值化学品与质料。该研究以可降解塑料单体为树模案例，有望为燃料、医药与食物配料等更广谱产物提供生物制造平台。相干结果近日发表于国际学术期刊《天然·催化》上。
研究的首个要害环节由电子科技年夜学夏川团队卖力。他们使用电催化技能实现了从海水中举行高效的碳捕集。面临电极钝化及盐类沉积等难题，研究团队设计了一种新型电解装配。试验成果显示，该装配能于自然海水里持续不变运行超500小时，二氧化碳捕碳效率有70%以上，还有可同步副产氢气。同时，研究团队乐成研制出高活性、高甲酸选择性的铋基催化剂，借助电催化将捕捉的二氧化碳高效转化为甲酸，并连续得到高浓度甲酸溶液。
研究的第二个要害环节由中国科学院深圳进步前辈院高翔团队主导。他们使用生物催化的要领，将甲酸溶液转化为可替换化石匠业来历的生物化学品。研究团队选择了生长速度极快的海洋需纳弧菌，经由过程试验室的持久进化及合成生物学手腕，对于细菌的基因路线举行体系重构，乐成革新出耐受高浓度甲酸、并能以其作为独一碳源举行高效生长代谢的“工程菌”。该工程菌可以或许将甲酸精准地转化为合成生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的焦点单体——虎魄酸，以和可降解塑料聚乳酸（PLA）的单体——乳酸。
为了验证整个体系的碳流向及财产可行性，研究职员经由过程碳同位素标志试验，证明了终极天生的虎魄酸份子中碳原子来自最初捕捉的二氧化碳。于此基础上，他们于1升及5升的发酵罐中完成为了放年夜试验，乐成实现了该研究从试验室摇瓶级到中试程度的过渡。值患上留意的是，试验中产物乳酸的孕育发生，也为拓展可降解塑料的多样性提供了新的可能。
今朝，研究团队基在合成的生物塑料单体进一步合成为了可彻底生物降解的PBS和PLA，并制备出树模吸管产物，展示出了将海水转化为绿色质料的财产化可能性。研究职员指出，经由过程电催化与代谢通路的模块化设计与组合优化，该平台有望扩大至有机酸、单体、外貌活性剂、养分配料等多元产物谱系，办事在质料、化学、医药与食物等财产场景。
项目配合卖力人高翔暗示：“咱们但愿把海洋富厚的碳资源转化为绿色高价值产物，以期实现碳减排、资源使用及财产进级的多重方针。这项研究也为我国落实‘双碳’战略、设置装备摆设海洋强国提供主要科技支撑。”（周洪双 李晓东）
责任编纂：闫弘旭
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