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“反向燃燒”讓二氧化碳變?nèi)剂?/h3>
如果能把二氧化碳變成燃料，我們的能源問題將不再是問題。近日，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的一組研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)非常有意義的實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诟脑炝嘶蚪Y(jié)構(gòu)的微生物的幫助下，將二氧化碳轉(zhuǎn)化成可以作為汽車、內(nèi)燃機(jī)燃料的異丁醇和異戊醇，使二氧化碳實(shí)現(xiàn)不可思議的“反向燃燒”和“閉合循環(huán)”。由此我們既可以生產(chǎn)像汽油一樣的燃料，同時(shí)又能保護(hù)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，在一定程度上緩解變暖危機(jī)。
這項(xiàng)技術(shù)是如何使二氧化碳發(fā)生神奇轉(zhuǎn)變的？作為“碳捕獲和利用”新技術(shù)，它能為我們創(chuàng)造哪些價(jià)值？將二氧化碳變?nèi)剂霞夹g(shù)背后有著什么樣的技術(shù)積累？ 用細(xì)菌“拼裝”碳元素溫室氣體重獲“新生” 遼寧日?qǐng)?bào)：陳研究員，您好！隨著工業(yè)的高速發(fā)展，人類生存的生態(tài)環(huán)境正在遭受到嚴(yán)重的破壞。其中影響zui大的當(dāng)屬二氧化碳溫室效應(yīng)，加上石化能源緊張。而近日一項(xiàng)美國(guó)加州大學(xué)公布的研究讓人們眼前一亮，這項(xiàng)利用基因改造后的微生物將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料的技術(shù)，讓我們看到了解決上述問題的曙光。您能簡(jiǎn)要介紹一下這項(xiàng)技術(shù)嗎？ 陳曉華：好的。為這項(xiàng)技術(shù)做出貢獻(xiàn)的是美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校薩繆里工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員，他們對(duì)一種名為富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16的微生物進(jìn)行了基因改造，使用二氧化碳作為單一碳來源，電力作為*的能量輸入，在電子生物反應(yīng)器中生產(chǎn)出異丁醇和異戊醇。 應(yīng)該說合理利用二氧化碳已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的研究課題，二氧化碳是碳?xì)浠衔锶紵膠ui終產(chǎn)物，性質(zhì)極為穩(wěn)定不易活化。近年來人們采用多種方法（如均相和多相催化加氫、電催化、光催化、熱解、生物活化等）對(duì)二氧化碳進(jìn)行活化，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并合成出甲烷、甲醇、甲酸等有機(jī)化合物或高分子化合物。這項(xiàng)研究就是利用生物技術(shù)對(duì)二氧化碳進(jìn)行了活化。 遼寧日?qǐng)?bào)：二氧化碳變?nèi)剂闲枰?jīng)歷什么樣的過程？ 陳曉華：從本質(zhì)上來講，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員的這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是通過一種電生物反應(yīng)器來將電能轉(zhuǎn)化為液體燃料，整個(gè)過程類似于生物系統(tǒng)的光合作用。我們知道光合作用就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并將能量?jī)?chǔ)存起來的一種化學(xué)反應(yīng)過程，它可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩部分，其中光反應(yīng)必須在光環(huán)境下進(jìn)行，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；而暗反應(yīng)就是將吸收來的二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的過程，這個(gè)過程是不需要有光的。研究人員就是通過把生物光合作用的兩大部分分開進(jìn)行來制造新燃料的：首先，利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生甲酸完成光反應(yīng)。然后，再利用中間體，也就是之前生成的甲酸來驅(qū)動(dòng)富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16固定二氧化碳產(chǎn)生燃料，實(shí)現(xiàn)暗反應(yīng)。 遼寧日?qǐng)?bào)：在微觀層面富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16是如何工作的？ 陳曉華：與植物的光合作用一樣，富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16通過卡爾文循環(huán)固定二氧化碳。它工作的方式很像生活中的汽車自動(dòng)裝配生產(chǎn)線：富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16利用乙酰輔酶A （看做是活化了的乙酸）作為流水線的傳送帶和自動(dòng)機(jī)器人手，以二氧化碳作為原料或零件，將其拼裝成4個(gè)碳或5個(gè)碳的含高能量的有機(jī)化合物，zui終形成如異丁醇和異戊醇等有機(jī)化合物或高分子化合物。 巧妙利用二氧化碳環(huán)保與能源一箭雙雕 遼寧日?qǐng)?bào)：作為轉(zhuǎn)化原料的二氧化碳，可以從哪些地方獲得？ 陳曉華：二氧化碳通常是由燃燒有機(jī)化合物、細(xì)胞的呼吸作用、微生物的發(fā)酵作用等所產(chǎn)生的。根據(jù)聯(lián)合國(guó)披露的數(shù)據(jù)顯示，近年來由于工業(yè)化生產(chǎn)等原因，二氧化碳濃度已上升至387ppm。所以說作為轉(zhuǎn)化原料的二氧化碳儲(chǔ)量豐富。
如果能把二氧化碳變成燃料，我們的能源問題將不再是問題。近日，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的一組研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)非常有意義的實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诟脑炝嘶蚪Y(jié)構(gòu)的微生物的幫助下，將二氧化碳轉(zhuǎn)化成可以作為汽車、內(nèi)燃機(jī)燃料的異丁醇和異戊醇，使二氧化碳實(shí)現(xiàn)不可思議的“反向燃燒”和“閉合循環(huán)”。由此我們既可以生產(chǎn)像汽油一樣的燃料，同時(shí)又能保護(hù)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，在一定程度上緩解變暖危機(jī)。
這項(xiàng)技術(shù)是如何使二氧化碳發(fā)生神奇轉(zhuǎn)變的？作為“碳捕獲和利用”新技術(shù)，它能為我們創(chuàng)造哪些價(jià)值？將二氧化碳變?nèi)剂霞夹g(shù)背后有著什么樣的技術(shù)積累？
用細(xì)菌“拼裝”碳元素溫室氣體重獲“新生”
遼寧日?qǐng)?bào)：陳研究員，您好！隨著工業(yè)的高速發(fā)展，人類生存的生態(tài)環(huán)境正在遭受到嚴(yán)重的破壞。其中影響zui大的當(dāng)屬二氧化碳溫室效應(yīng)，加上石化能源緊張。而近日一項(xiàng)美國(guó)加州大學(xué)公布的研究讓人們眼前一亮，這項(xiàng)利用基因改造后的微生物將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料的技術(shù)，讓我們看到了解決上述問題的曙光。您能簡(jiǎn)要介紹一下這項(xiàng)技術(shù)嗎？
陳曉華：好的。為這項(xiàng)技術(shù)做出貢獻(xiàn)的是美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校薩繆里工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員，他們對(duì)一種名為富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16的微生物進(jìn)行了基因改造，使用二氧化碳作為單一碳來源，電力作為*的能量輸入，在電子生物反應(yīng)器中生產(chǎn)出異丁醇和異戊醇。
應(yīng)該說合理利用二氧化碳已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的研究課題，二氧化碳是碳?xì)浠衔锶紵膠ui終產(chǎn)物，性質(zhì)極為穩(wěn)定不易活化。近年來人們采用多種方法（如均相和多相催化加氫、電催化、光催化、熱解、生物活化等）對(duì)二氧化碳進(jìn)行活化，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并合成出甲烷、甲醇、甲酸等有機(jī)化合物或高分子化合物。這項(xiàng)研究就是利用生物技術(shù)對(duì)二氧化碳進(jìn)行了活化。
遼寧日?qǐng)?bào)：二氧化碳變?nèi)剂闲枰?jīng)歷什么樣的過程？
陳曉華：從本質(zhì)上來講，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員的這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是通過一種電生物反應(yīng)器來將電能轉(zhuǎn)化為液體燃料，整個(gè)過程類似于生物系統(tǒng)的光合作用。我們知道光合作用就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并將能量?jī)?chǔ)存起來的一種化學(xué)反應(yīng)過程，它可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩部分，其中光反應(yīng)必須在光環(huán)境下進(jìn)行，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；而暗反應(yīng)就是將吸收來的二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的過程，這個(gè)過程是不需要有光的。研究人員就是通過把生物光合作用的兩大部分分開進(jìn)行來制造新燃料的：首先，利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生甲酸完成光反應(yīng)。然后，再利用中間體，也就是之前生成的甲酸來驅(qū)動(dòng)富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16固定二氧化碳產(chǎn)生燃料，實(shí)現(xiàn)暗反應(yīng)。
遼寧日?qǐng)?bào)：在微觀層面富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16是如何工作的？
陳曉華：與植物的光合作用一樣，富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16通過卡爾文循環(huán)固定二氧化碳。它工作的方式很像生活中的汽車自動(dòng)裝配生產(chǎn)線：富養(yǎng)羅爾斯通氏菌H16利用乙酰輔酶A （看做是活化了的乙酸）作為流水線的傳送帶和自動(dòng)機(jī)器人手，以二氧化碳作為原料或零件，將其拼裝成4個(gè)碳或5個(gè)碳的含高能量的有機(jī)化合物，zui終形成如異丁醇和異戊醇等有機(jī)化合物或高分子化合物。
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遼寧日?qǐng)?bào)：作為轉(zhuǎn)化原料的二氧化碳，可以從哪些地方獲得？
陳曉華：二氧化碳通常是由燃燒有機(jī)化合物、細(xì)胞的呼吸作用、微生物的發(fā)酵作用等所產(chǎn)生的。根據(jù)聯(lián)合國(guó)披露的數(shù)據(jù)顯示，近年來由于工業(yè)化生產(chǎn)等原因，二氧化碳濃度已上升至387ppm。所以說作為轉(zhuǎn)化原料的二氧化碳儲(chǔ)量豐富。