将温室气体转化为有价值的产品已成为实现碳中和经济和可持续发展的一种很有前途的方法。但是，转换效率取决于基板的能量产量。有鉴于此，电子科技大学夏川教授、西安交通大学费强教授、西北大学范代娣教授等报道开发了一种电生物催化系统，通过整合电化学和微生物催化过程，利用可再生能源将二氧化碳转化为高附加值的四氢甲基嘧啶羧酸（ectoine）。

本文要点

（1）

该系统能够通过二氧化碳电催化还原为甲烷，甲烷是一种能量密集的分子，然后作为电化学燃料，为工程甲烷氧化电池工厂的生长提供能量，用于生物合成四氢嘧啶。使用配备有高性能碳负载铜催化剂的10个25 cm²电化学反应器阵列验证该系统的扩展。在约-37 A（~175 mmol_CH4 h^-1）的总电流下在阴极持续产生甲烷，在约62A（~583 mmol_CH4 h^-1）的总部分电流下在阳极持续产生O₂。即使在最大CH₄和O₂消耗量下，该产量也能满足3 L生物反应器的要求，从而将CO₂高效转化为四氢甲基嘧啶羧酸（1146.9 mg L^–1）。

（2）

这项工作强调了二氧化碳能够电催化合成有价值产品的生物合成的潜力，为生物制造和能源储存提供了可持续的途径。

参考文献

Shuqi Guo, Chengbo Li, Xiaohan Huang, Yuehang Su, Chenyue Zhang, Yizhou Dai, Yuan Ji, Rongzhan Fu, Tingting Zheng, Qiang Fei, Daidi Fan, Chuan Xia, Scalable Electro-Biosynthesis of Ectoine from Greenhouse Gases, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202415445

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202415445