生產效率提高18倍！新技術可將CO2高效轉化為清潔/可持續燃料

財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，據報道，劍橋大學的研究人員開發出了一種高效的概念，可以將二氧化碳轉化為清潔、可持續的燃料，而且沒有任何不想要的副產品或廢物。根據他們之前的研究，生物催化劑或酶可以利用可再生能源清潔地生產燃料，但效率很低。

這一次，他們的最新研究在實驗室環境下將燃料生產效率提高了18倍，證明了碳排放可以有效地轉化為綠色燃料，而不浪費任何能源。該研究結果發表在《自然化學》和《美國國家科學院院刊》（PNAS）的兩篇相關論文上。

大多數將二氧化碳轉化為燃料的方法也會產生有害的副產品，如氫。科學家們可以改變化學條件來減少氫氣的產生，但這也會降低二氧化碳的轉化性能。因此，盡管可以生產更清潔的燃料，但代價是降低效率。

劍橋大學開發的這一概念驗證依賴于從細菌中分離出來的酶，為將二氧化碳轉化為燃料的化學反應提供動力，這一過程被稱為電解。酶比其他催化劑（如金）更有效，但它們對當地的化學環境高度敏感。如果當地環境不完全合適，酶就會分解，化學反應就會很慢。

劍橋大學的研究人員與葡萄牙新里斯本大學的一個團隊合作，已經開發出一種方法，通過微調溶液條件來改變酶所處的環境，從而提高電解效率。

該研究論文第一作者、劍橋大學化學系教授Esther Edwardes Moore博士說，“經過數百萬年的進化，酶已經變得非常高效和有選擇性，它們非常適合燃料生產，因為它們不會產生任何不想要的副產品。然而，酶的敏感性帶來了一系列不同的挑戰。我們的方法考慮到了這種敏感性，因此可以調整當地環境，以適應酶的理想工作條件。”

研究人員利用計算方法設計了一個改善二氧化碳電解的系統。使用以酶為基礎的系統，燃料生產水平比目前的基準解決方案提高了18倍。

為了進一步改善酶所處的環境，研究小組展示了兩種酶如何協同工作，一種產生燃料，另一種控制環境。他們發現，通過添加另一種酶，反應速度加快，既提高了效率，又減少了不必要的副產物。

研究人員說，“我們最終得到了我們想要的燃料，沒有副產品，只有邊際的能量損失，以最大的效率生產清潔燃料。通過從生物學中獲取靈感，它將幫助我們開發更好的合成催化劑系統，如果我們要大規模部署二氧化碳電解，這正是我們需要的。”

“電解在減少碳排放方面可以發揮很大作用。我們已經展示了一個新的概念，而不是捕捉和儲存二氧化碳，這是令人難以置信的能源密集型，以節能的方式捕捉碳并從它那里制造出有用的東西。”他們補充說。

在未來，研究人員希望利用其所學到的知識來解決一些目前最先進的催化劑難以解決的挑戰性問題，例如直接使用空氣中的二氧化碳，因為在這些條件下，酶作為理想催化劑的特性可以真正發揮出來。