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yb体育APP下载—给生活加点“酶”,可以将二氧化碳转化为清洁燃料的效率提高18倍
 时间 : 2022-08-04  

研究人员已开辟出一种有用的概念,可以将二氧化碳转化为洁净、可延续的燃料,而不发生任何没必要要的副产物或废料。

剑桥年夜学的研究人员先前已注解,生物催化剂或酶可以用可再生能源洁净燃料,但效力很低。

他们的最新研究在尝试室情况下将燃料出产效力提高了18倍,注解污染性碳排放可以高效地转化为绿色燃料,而不会华侈任何能源。研究成果颁发在《天然化学》和《美国国度科学院院刊》上的两篇相干论文中。

年夜大都将二氧化碳转化为燃料的方式也会发生不需要的副产物,如氢气。科学家可以改转变学前提,以尽可能削减氢气的发生,但这也会下降二氧化碳转化的机能:是以可以出产更洁净的燃料,但要以效力为价格。

剑桥年夜学开辟的概念证实依靠在从细菌平分离出来的酶来驱动将二氧化碳转化为燃料的化学反映,这一进程被称为电解。酶比金等其他催化剂效力更高,但它们对本地的化学情况高度敏感。假如本地情况不太好,酶就会分化,化学反映也会很慢。

剑桥年夜学的研究人员与葡萄牙新里斯本年夜学的一个团队合作,开辟了一种方式,经由过程微调溶液前提来改变酶的局部情况,从而提高电解效力。

来自剑桥年夜学优素福·哈米德化学系的埃丝特·爱德华·摩尔博士(Esther Edwardes Moore)是PNAS论文的第一作者,他说:“酶颠末数百万年的进化,具有极高的效力和选择性,它们对燃料出产很是主要,由于没有任何不需要的副产物。但是,酶的敏感性带来了一系列分歧的挑战yb体育app下载。我们的方式斟酌了这类敏感性,是以可以调剂本地情况以匹配酶的抱负工作前提。”

研究人员利用计较方式设计了一个系统来改良二氧化碳的电解。利用基在酶的系统,燃料产量比今朝的基准解决方案提高了18倍。

为了进一步改良本地情况,该团队展现了两种酶若何协同工作,一种发生燃料,另外一种节制情况。他们发现,经由过程添加另外一种酶,它加速了反映,既提高了效力,又削减了没必要要的副产品。

《天然化学》论文的第一作者萨姆·科布博士说:“我们终究只获得了我们想要的燃料,没有副产物,只有边际的能量损掉,以最高的效力出产出洁净燃料。经由过程从生物学中罗致灵感,它将帮忙我们开辟更好的合成催化剂系统,假如我们要年夜范围摆设二氧化碳电解,这恰是我们所需要的。”

电解在削减碳排放方面阐扬侧重要感化,我们展现了一种新的概念来捕捉碳,并以节能的体例操纵碳来制造有效的工具,而不是捕捉和存储能源密集型得难以置信的二氧化碳。

研究人员说,更有用的二氧化碳电解的奥秘在在催化剂。最近几年来,合成催化剂的成长有了很年夜的前进,但它们依然低在这项工作中利用的酶。

科布说:“一旦你想法制造出更好的催化剂,二氧化碳电解的很多问题就会消逝。我们向科学界展现,一旦我们可以或许出产出将来的催化剂,我们将可以或许消弭今朝正在做出的很多让步,由于我们从酶中学到的工具可以转化为合成催化剂。”

在将来,我们但愿操纵我们所学到的常识来解决当前最早进的催化剂所面对的一些挑战性问题,例如直接从空气中利用二氧化碳,由于在这些前提下,酶作为抱负催化剂的特征可以真正阐扬感化。

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