新工藝使二氧化碳「變身」環保塑料

參考消息 發佈 2024-02-29T16:10:26.128977+00:00

參考消息網3月29日報導據德國《世界報》網站3月27日報導,生物技術專家在利用溫室氣體二氧化碳來生產生物塑料。韓國科學技術院的李相燁和李賢珠(音)領導的小組在美國《國家科學院學報》上發表文章稱,通過這一技術生產的聚酯與生物組織相容,並可進行生物降解。

參考消息網3月29日報導據德國《世界報》網站3月27日報導,生物技術專家在利用溫室氣體二氧化碳來生產生物塑料。韓國科學技術院的李相燁和李賢珠(音)領導的小組在美國《國家科學院學報》上發表文章稱,通過這一技術生產的聚酯與生物組織相容,並可進行生物降解。

如果一個生物技術工廠依靠可再生能源電力運行,塑料的生產就是氣候中立的。研究人員寫道:「利用可再生能源將人類產生的二氧化碳轉化為增值產品,以實現可持續的碳循環,這方面已受到廣泛關注。」

研究人員展示一種以二氧化碳為部分原料製成的可降解聚酯 (美國阿克倫大學網站)

人們已經知道殺蟲貪銅菌可以生產聚羥基丁酸酯(PHB)。然而,從前的產量很少。該研究小組現在發現,如果在兩個分開的容器中進行二氧化碳的電化學轉化和PHB的生產,可優化這一生物技術過程。

在一個容器中,二氧化碳在一個氣體擴散電極上被還原成甲酸。然而,這一過程會產生電流以及對細菌細胞有害的氧化物和氮化物。研究人員通過將殺蟲貪銅菌的發酵轉移到另一個容器,從而為這種細菌創造了更好的生長條件。不過,為此他們必須開發一種電解液,它既能使二氧化碳發生電化學反應,又能使細菌細胞大量生產生物塑料。

該團隊成功開發出這樣一種電解液,因此得以建立起一個循環:甲酸在二氧化碳電解裝置的容器中不斷產生,並與電解液一起流入發酵容器,同時把對細菌有害的物質過濾掉。在發酵容器內,細菌將甲酸作為食物來源,生產PHB,PHB在細菌細胞中不斷積累。生物技術專家以此實現了相當於細菌固體成分質量83%的PHB產量。

從發酵容器中取出的殺蟲貪銅菌會被新培養的細菌替換。在細菌細胞被過濾出來後,電解液也將重新流回二氧化碳電解裝置容器內。

研究報告作者寫道:「這項工作為減少二氧化碳排放和生產環境友好型生物塑料提供了一種不尋常的策略。」這項工藝穩定運行了18天,甲酸和PHB的濃度一直保持不變。因此,研究人員相信,他們可將工藝擴大到PHB商業生產規模。

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