科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才，知识分享与人才交流的服务平台。
2021年2月18日，生物燃料日报报道，韩国釜山国立大学的金正瑞（Jung Rae Kim）教授研究团队针对一种生物电化学系统（BES）的新型“碳捕获和利用”（CCU）系统，将二氧化碳（CO₂）转化为有用的化学物质。通过优化BES，使其效率比目前的一氧化碳（CO）气体系统提高2到6倍。该发现发表在《生物资源技术》上。
质子的供应增强了CO电合成
CO₂和CO占工业烟气的很大比例。最近研究表明，某些微生物能够将这些气体代谢成有用的副产品。因此，现在正试图利用微生物来回收这些气体，并在“碳捕获和利用”（CCU）的过程中将它们转化为有用的化学物质。
这是一个超越了目前“碳捕获和储存”（CCS）普遍的做法。然而，CCU需要高能量输入，从而使其过程放大变得困难且昂贵。如何优化这个过程以获得最大的产出？
韩国釜山国立大学金正瑞教授研究团队利用一个新的CCU系统，即生物电化学系统（BES）回答了这个问题。
金教授解释说：“我们已经开发了一种‘生物电合成过程’，在这个过程中，电活性细菌将CO/CO₂转化为有用的代谢物，如醋酸盐和挥发性脂肪酸，利用电作为还原力。”
科学家们能够优化BES，使其效率相对于目前的CO气体系统提高2到6倍。他们使用的双腔BES有几个特殊的特点。阴极含有电活性生物膜，阳极通过水电解产生氢离子。这些腔室由离子交换膜（IEM）隔开，IEM控制着质子和电子在腔室之间的流动。此外，前者含有微生物培养基，后者含有控制系统初始pH值的机制。此外还使用了醌电子介质。
他们发现，如果采用正确的只允许质子而不是氧气通过的IEM，阳极室中的酸性pH值会导致整个膜上的质子浓度梯度更高，这是在阴极室中增强醋酸盐生成和长链脂肪酸合成的关键。醌依赖性介质改善电子转移和增加产品的形成。
金教授说：“由于CO是一种比CO₂更易还原的气体，也许并不奇怪，CO的库仑效率是CO₂的两倍。CO是大多数钢厂工艺和生物质气化工业尾气中的主要成分。通过这种BES转化，CO可以成为各种生物过程的宝贵原料。这是第一个BESs转化CO的商业可行性研究。微生物自我复制，使BES成为一个经济的解决方案。再加上我们所创造的最佳系统和所取得的效率，应该会使这一点引起各行业的足够兴趣，使之在5年内成为商业化的工业机器。”
来源： 科情智库
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MDI5ODkwMA==&mid=2247493558&idx=2&sn=d0f37ea24358aa596903996f1c32edf3
版权声明：除非特别注明，本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，不代表本站观点，仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有，如有侵权，请联系删除。
电话：（010）86409582
邮箱：kejie@scimall.org.cn
微信
科技工作者之家
京公网安备11010202008424号
