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我国科学家最新研究表明,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4月28日发表于国际期刊《自然·催化》上。
整个过程分成三个步骤,第一步是CO2被Ni-N-C单原子高效催化还原成CO;第二步是通过晶界铜将CO催化合成乙酸(CH3COOH);第三步是将乙酸喂给酵母,经过基因编辑之后的酵母发酵过程得到葡萄(C6H12O6)和脂肪酸。这其中高纯乙酸的获取起到承接上下游的作用,是整个过程的枢纽。研究团队开发出了一种新型固态电解质反应装置,只利用CO2和H2O直接得到了无需进一步分离的高纯乙酸溶液,在随后的过程中,利用酿酒酵母通过乙酸来合成葡萄糖。研究团队通过引入基因编辑技术,增加了酵母菌积累葡萄糖的能力,葡萄糖产量大幅提高。葡萄糖和油脂是重要的粮食成分。未来电化学催化与细胞发酵相结合,只需要更换发酵细胞就能合成葡萄糖、色素、各种药物等。