新催化耦合体系可将二氧化碳和甲烷晋级为依克多因

  近来，西安交通大学科研团队联合西北大学和电子科技大学等科研人员立异性地提出了一种新式的电化学-生物催化耦合体系，用于将CO和甲烷晋级为高价值化妆品质料依克多因。相关研讨成果宣布在《德国应用化学》上。

  依克多因，又叫四氢嘧啶，是一种源自天然微生物的氨基酸衍生物。作为一种渗透压保护剂，它具有锁水、促进修正以及阻隔影响等特性，被大范围的应用于化妆品、食物保鲜、医药保健等范畴。当时，化妆品质料依克多因的出产主要以糖基底物生物组成为主，若将温室气体作为其生物制作的质料，不光可以大大下降出产所带来的本钱，还能轻松完成可再生碳资源的高效使用。近年来，我国对温室气体减排与转化使用给予分外的注重，但是，如何将一碳温室气体高效转化为长碳链分子（C3+）仍旧面临着巨大应战。化学-生物耦联催化战略在一碳温室气体组成中长链化学品方面展现出巨大潜力，但该杂合体系中化学-生物模块的适配性仍有待进步。

  在这项工作中，研讨团队协作致力于开发一种电化学CO2复原反应与甲烷（CH4）微生物转化进程的耦合体系，完成依克多因的一碳生物制作。为满意动力需求并进步微生物转化功率，研讨团队首要组成了一种高选择性和出产率的CuPc/BNCNT催化剂，该催化剂可以在经济规划上加快CO2生成CH4，接着以高能量的一碳底物CH4为碳源，有用促进工程改造的甲烷氧化菌的成长，经生物转化组成高价值的长碳链分子依克多因。该研讨在建立了高效电催化体系之后，使用代谢工程改造和开发两阶段发酵等战略，完成了电催化与可扩大的CH4生物转化体系的匹配。值得一提的是，经过电催化体系与生物催化体系的适配，完成了将CO2高效转化为高值产品依克多因，较传统生物转化CO2组成功率进步了10倍，一起显着进步了产率和减碳效益。这一研讨成果证明了高值产品电气化生物组成的可行性及巨大潜力，为生物制作和动力贮存供给了新的思路和途径。