2023/10/24

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利用微生物酵素進行固碳

日內瓦大學的研究團隊分離出一種微生物酵素,並將其吸附到電極上可以有效地將二氧化碳轉化為甲酸鹽

多年來溫室氣體不斷排放因其化學性質非常穩定難以轉化令CO2大量積累,造成全球升溫,暖化加劇。將溫室氣體轉化為有價值產品成為另類的策略。微生物甲烷菌(Methermicoccus shengliensis)的酵素可將CO2轉化為甲酸鹽可用於儲存能量或合成用於工業或製藥目的的各種分子。數十億年來,這些特定微生物早已利用高效酶主動吸收CO2,它可以有效地從CO2生成甲酸,而且逆反應速度非常慢且產率很低。

馬克斯·普朗克研究所的科學家承擔了分離微生物酶的艱鉅任務。由於此類酶對氧氣敏感,因此必須在沒有環境空氣的厭氧室內工作。他們成功的將酵素純化。CO2固定

這種從甲烷菌Methermicoccus shengliensis分離的酶幾乎是單向反應。但,這種反應只有在無氧的狀態下才會發生。其反應生成物是甲酸鹽,幾乎已無法有效地轉化回CO2。由於產生的甲酸鹽無法轉化回CO2,因此會持續積累。所以,這個系統將是非常有趣的 CO2捕集的候選者。如果將其附著電極上。這樣做的優點在於所需能量由電極傳遞,沒有電流損失,也不需要昂貴或有毒的化合物。因此,酵素結合電極對於氣體轉化過程來說是高效且有吸引力的系統。設法將酵素固定在石墨電極上,並進行氣體轉換。測量的速率與甲酸脫氫酶的速率相當。

甲烷菌是天然的氣體轉換器。儘管酶的功能非常強大,但將酶用於大規模製程也需要類似規模的酶生產系統,這是一項相當大的投資。因此,雖然理論上所發現的策略可以顯著改善CO2捕集,但在應用之前仍需要深入了解酶機制。

《產業發展中心 產業分析組金悅祖摘譯》


資料來源:https://www.mpi-bremen.de/en/Capturing-CO2-with-electricity-A-microbial-enzyme-inspires-electrochemistry.html

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