二氧化碳除了能“变”淀粉，竟然还能变成……

此前，我国科学家在国际上首次

实现了二氧化碳到淀粉的从头合成

那么，二氧化碳

除了可以“变”淀粉

（二氧化碳人工合成淀粉具体是什么情况？点击回顾）还能“变”其他东西吗？

科研人员给出了新的答案！

4月28日，《自然·催化》以封面文章的形式发表了一项最新研究成果。我国科研人员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，并进一步利用微生物合成葡萄糖和脂肪酸（油脂）。

到底这是怎么一回事？

科博士马上带你去了解！

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二氧化碳变成“醋”

纱线要先织成布，之后才能做成衣服。二氧化碳也需要先转化为原料，至于要将二氧化碳转化为哪种原料？研究人员将目光瞄准了乙酸。

为什么是乙酸？因为它不仅是食醋的主要成分，也是一种优秀的生物合成碳源，可以转化为葡萄糖等其他生物物质。

但从二氧化碳直接电解得到乙酸的效率不高，因此需要先高效得到一氧化碳，再从一氧化碳到乙酸。

科研人员设计了一款新型电化学催化装置，可以先将二氧化碳高效催化成一氧化碳，再通过晶界铜将一氧化碳催化合成乙酸。研究表明，一氧化碳通过脉冲电化学还原工艺形成的晶界铜催化合成乙酸的效率可高达52%。

不过，常规电催化装置生产出的乙酸混合着很多电解质盐，无法直接用于生物发酵。所以，为了让产出来的乙酸可以“喂饱”微生物，不仅要提升转化效率，保证“食物”的数量，还要得到不含电解质盐的纯乙酸，保证“食物”的质量。

为此，科研人员利用了新型固态电解质反应装置，使用固态电解质代替传统电催化技术中的电解质盐溶液，直接得到了无需进一步分离的纯乙酸水溶液。

2

酿酒酵母爱吃“醋”

第二步中，科研人员选择利用主要用于奶酪、馒头、酿酒等发酵行业的酿酒酵母这一微生物将乙酸转化为葡萄糖。利用酿酒酵母通过乙酸来合成葡萄糖的过程，就像是微生物在“吃醋”。

然而，酿酒酵母在合成葡萄糖的过程中也会代谢一部分葡萄糖，导致产量不高。

于是，研究团队通过敲除酿酒酵母中代谢葡萄糖的五个关键酶元件，废除了酿酒酵母代谢葡萄糖的能力，同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件，从而提高了合成葡萄糖的产量。夯实的发展前路

近年来，随着新能源发电的迅速崛起，电力成本下降。加之微生物作为活细胞工厂，其优点是产物多样性很高，能够合成许多无法通过人工生产或人工生产效率很低的化合物，是非常丰富的“物质合成工具箱”。

如此以来合成葡萄糖和油脂所需要的电力和微生物就有了保障，通过电催化结合生物合成的新型催化方式就有了坚实的发展基础。

未来，如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等，只需保持电催化设施不改变，更换发酵使用的微生物就能实现，真正将二氧化碳变废为宝，为人类造福。

本期内容到这里就结束啦

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资料来源：新华社，人民日报，中新新闻，科普时报

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原标题：《二氧化碳除了能“变”淀粉，竟然还能变成……》

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