【动态】面向可持续绿色制造：化学与生物的珠璧联合
2018/8/1 18:25:34 中科院大连化物所

    

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     当前，社会经济的快速发展对更加充足和多样的能源可持续供给提出迫切需求。近年来，太阳能、风能等新型能源受到广泛关注，将在未来能源供给中扮演重要角色。然而，这些新型能源的能量密度不够高、储存困难，难以支撑飞机、卡车等重型器械的运行。特别是交通运输的快速发展迫切需要更多的能量密度高、释放快且可控的能源形式。

     目前，液体燃料是相对理想的燃料，其主要成分是不同链长的碳氢化合物。以往的石化炼制路线可能引起一定的环境问题，因此，国内外均已开始加快洁净能源路线的研发，从而实现高品质液体燃料的绿色制造。

     除发展洁净化工路线外，以生物质及其他丰富资源为原料的生物化工路线被认为是另一条制备生物能源、生物化学品的可持续绿色过程(图A)。另外，化学催化与生物转化有各自优势：化学催化效率高；生物转化选择性好。化合物合成路线往往很复杂，有的步骤需要高选择性，有的步骤需要高效率。

     因此，生物转化和化学转化珠璧联合,建立联合生产路线，有望真正实现长链碳氢化合物甚至其他化合物的可持续高效合成(图B)，共同推动未来可持续绿色制造。

    

     针对上述问题，大连化物所合成生物学与生物催化创新特区研究组(18T6)周雍进研究员与瑞典查尔姆斯理工大学Jens Nielsen教授、Eduard Kerkhoven博士联合发表综述文章，探讨了生物化工路线制备长链碳氢化合物的最新进展、机遇与挑战。该综述发表在能源领域著名期刊《自然-能源》(Nature Energy)上。

     该综述首先介绍了环境压力迫切需要更洁净的高密度能源，而最近的研究表明植物油制备的航空煤油能减少70%颗粒物的排放，将有效减少雾霾的形成。植物油种植效率低，且依赖地理、气候因素，采用微生物反应器，利用生物质、页岩气等生物资源能增加过程效率。

     文章总结了近年来利用合成生物学构建微生物细胞反应器合成不同碳氢化合物的进展，主要包括脂肪酸衍生物、异戊二烯衍生物以及聚酮衍生物生物合成的进展，特别是航空煤油理想替代品法尼烯已达到工业化水平，并在巴西建立了工厂。最后讨论了构建微生物细胞反应器的挑战，主要是进一步增加转化率，增加催化剂效率和强度。(文/图大连化物所 周雍进、史蕾蒙)

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