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温室气体或可直接转化为燃料

来源:中国科学报 2012-11-21 16:55

当前,温室气体排放造成的全球和局部气候变化,已成为全世界最关心的问题之一。如果有种技术能把温室气体直接转化为燃料,既满足能源需求,又解决了环境问题,那会怎样?犹他州大学生化学家兰斯·希菲尔德说:“那是当前科学研究的一座‘圣杯’。”

据物理学家组织网报道,最近,美国犹他州大学、弗吉尼亚理工大学和巴西巴拉那联邦大学研究人员合作,已经小规模实现了这一目标!他们通过现代基因工程技术改变了一种固氮酶蛋白的结构,使它能把二氧化碳转化为甲烷。

二氧化碳非常稳定,要还原或“打破”二氧化碳分子非常困难。希菲尔德和该校博士生杨志勇(音译)长期从事细菌酶研究,他们知道有一种“固氮酶”可以还原氮,在随后的研究中,他们又发现了一种钼固氮酶能将二氧化碳变成碳氢化合物。希菲尔德称:“利用这些知识,我们退回了一步,去寻找类似的能转化二氧化碳的反应。”

曾在中国南开大学获得有机化学博士学位、现为犹他州大学博士生的杨志勇说:“这项反应还提供了一条学习途径,让人们更多地掌握怎样才能将二氧化碳转化为有用的化学物品和燃料。接下来的难题是弄明白这一反应的运行机制,然后利用这些知识构建出更稳定、更高效的催化剂,这样才能利用这种技术清除大气中的二氧化碳,并转化为有用的燃料。”

研究人员还指出,二氧化碳是化石燃料燃烧时排放量最大的气体,要将大气中的二氧化碳转化为碳氢化合物,他们的发现还处于初步阶段。杨志勇称:“现在我们只能将少量的二氧化碳转化为甲烷,工艺效率不高,反应过程很慢。但我们既然已经开始了解其中的化学反应原理,就能为这种转化建立起力学理论基础,在此基础上其他化学家也能参与,共同设计出更好、更高效的催化剂,完善反应过程。”

希菲尔德说:“化石燃料产生的二氧化碳和温室气体会破坏环境,如能捕获这些副产品用来生产替代燃料,必将带来长远利益。(生物谷Bioon.com)

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