二氧化碳是一种常见的温室气体,近些年来,各国一直致力于减少二氧化碳排放,以及对所排放的二氧化碳进行回收利用技术的研发。在去年,我国科学家在合成生物学领域取得重大突破,在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
而在近日,据人民日报报道,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的最新研究表明,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,进一步利用微生物可以合成葡萄糖和脂肪酸。该成果以封面文章形式,于北京时间4月28日发表于国际期刊《自然·催化》上。
据悉,在研究中,曾教授表示,醋酸不仅是醋的主要成分,还是优良的生物合成碳源之一。它可以转化为生命中的其他物质,如葡萄糖。醋酸可以通过直接电解二氧化碳得到,但效率低。因此,新研究提出了将二氧化碳转化为乙酸的两步策略,以一氧化碳为中间体。
研究人员首先使用Ni-N-C单原子催化剂在膜电极组件中将CO2转化为CO,然后开发了一种富晶界Cu (GB_Cu)催化剂,用于通过电化学CO还原生产乙酸盐。
在使用1.0 M KOH水性电解质的典型三电极流通池反应器中,GB_Cu在-0.67 V时表现出高达52%的醋酸法拉第效率,而可逆氢电极的效率则高达52%。
研究人员接着开发了一种带有厚阴离子交换膜的多孔固体电解质反应器设备,用于分离和纯化纯乙酸溶液。它在-250 mA cm -2的电流密度下连续稳定工作140小时,获得了相对纯度为~97% wt.%的超纯乙酸溶液。
在接下来的微生物发酵中,研究人员删除了酿酒酵母中所有已定义的己糖激酶基因(glk1、hxk1、hxk2、YLR446W 和 emi2),让微生物能够在纯乙酸上生长并在体外有效释放葡萄糖。
异源葡萄糖-1-磷酸酶的过表达进一步提高了葡萄糖滴度。用电解滴定的醋酸盐“喂养”酿酒酵母(S. cerevisiae),会获得1.81 ± 0.14 g·L -1的平均葡萄糖滴度,相当于每小时每克酵母8.9 μmol的高产率。在喂食纯乙酸的酿酒酵母中也观察到类似的结果。
此外,通过滴定电解醋酸盐的方法,“喂入”用于生产游离脂肪酸的工程酿酒酵母,总游离脂肪酸(C 8 ~C 18)滴度为500 mg·L -1。
研究人员表示,这项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方向。
凡注有"环球传媒网"或电头为"环球传媒网"的稿件,均为环球传媒网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为"环球传媒网",并保留"环球传媒网"的电头。
- 韩式炸鸡多少钱一份 韩国的炸鸡一般多少钱2022-06-15
- 为什么有时候月亮特别大 凌晨四点看到超级2022-06-15
- 北京工体哪个夜店最嗨 三里屯酒吧消费怎么2022-06-15
- 每日热门:热力学第一第二定律是什么?能量2022-06-15
- 每日速读!古船女人和井(篱笆女人狗、辘轳2022-06-15
- 每日讯息!欧美经典摇滚歌曲有哪些?摇滚歌曲2022-06-15
- 每日关注!岗位调动申请书范文 简单的工作2022-06-15
- 【聚看点】岁月如水:岁月如水,醉美流年2022-06-15
- 观焦点:建行密码丢失如何找回?建行手机银2022-06-15
- 观速讯丨怎么安装摄像头?自己安装监控详细2022-06-15
- 今日热搜:德川家康家训是什么?一起看看《2022-06-15
- 今日快讯:皮鞋怎么保养?皮鞋保养的小技巧2022-06-15
- 观察:coat翻译中文是什么意思?coat外套2022-06-15
- 观天下!我国有哪些神话故事?60个中国古代2022-06-15
- 丈夫死了妻子用还钱么 丈夫欠款死亡妻子该2022-06-15
- 美国黄石公园火山喷发 美国黄石国家公园2022-06-15
- 每日看点!含硒第一名的水果是什么?硒含量最2022-06-15
- 看热讯:曾经心痛dj有没有?曾经心痛dj舞曲2022-06-15
- 信息:犀利哥现状怎么样?犀利哥最帅最霸气2022-06-15
- 动态:自己的神话(自己创造一个神话故事)2022-06-15
- 今日热讯:flv电影在哪里可以下载?下载app2022-06-15
- 儿童封口贴能纠正张嘴睡觉吗 孩子张嘴睡觉2022-06-15
- 星海:一站式跨境浏览,探索全球!2022-06-15
- 【海淘狂欢节】鱼GO全球大促季!这些海淘优2022-06-15
- 招商银行存款有风险吗 中国银行非指定账户2022-06-15
- 为什么法官都喜欢调解 实名举报法官有用吗2022-06-15
- 今年全球最高温度可达到多少度 高温低温怎2022-06-15
- 喉咙不痛但又有异物感 咽喉有异物感是怎2022-06-15
- 献血对身体有害吗 献血屋献血流程2022-06-15
- 今日热门!刘彻和卫子夫的关系? 刘彻一生最2022-06-15